【内容摘要(yào)】流量儀表 是(shi)核電廠測量(liàng)中的重要儀(yi)表之一，其中(zhōng) 孔闆流量計(jì) 的應用最爲(wèi)廣泛。由于孔(kong)闆流量計永(yǒng)久壓力損失(shi)的存在💋，會造(zao)成額外的能(neng)源耗費。考慮(lü)到當前節能(néng)降耗已成爲(wei)我🥵國經🈲濟建(jiàn)設的重中之(zhī)重，本文結合(hé)核電廠具體(ti)孔⭐闆的選型(xíng)情況，探讨采(cǎi)♌用低壓力損(sǔn)失流量儀表(biǎo)替代孔🏃‍♀️闆的(de)應用🔴前景。
　　爲(wei)貫徹落實《中(zhong)華人民共和(he)國節約能源(yuan)法》《國務院關(guan)于加快發🈲展(zhǎn)節能環保産(chan)業的意見》(國(guó)發［2013］30号)規定和(he)要求，國家發(fā)展和⛱️改革委(wěi)員會一直緻(zhì)力于加快節(jie)能技術進步(bu)和推廣普及(jí)，引🌂導用能單(dān)位采用先進(jìn)适用的節能(neng)新技術、新裝(zhuang)備、新工藝，促(cù)進能源資源(yuán)節約集約利(lì)用，緩解資源(yuan)環境壓力的(de)工作，積極在(zai)電力、化工、鋼(gāng)鐵、有色金屬(shǔ)等行業推行(háng)節能技術。核(hé)電站作爲電(dian)力行業，應✔️響(xiǎng)應國家号召(zhao)，積極探尋🈲節(jiē)能手段。本文(wen)主要探讨核(hé)電站流量儀(yí)表選型方🔱面(miàn)節能降耗的(de)前景。
一、核電(dian)廠流量測量(liàng)現狀
　　核電站(zhan)作爲一種将(jiang)核能轉化爲(wei)電能的重要(yao)設施，其運行(háng)效果與國民(mín)經濟和人們(men)日常生活有(yǒu)着密切聯系(xi)。爲了保證其(qí)運行效率和(hé)質量，節流裝(zhuāng)置配差壓儀(yi)表、 電磁流量(liang)計 、 轉子流量(liang)計 、超聲波流(liú)量計、容積式(shi)流量計、 旋進(jìn)旋渦流量計(jì) 等各種各樣(yàng)流量儀表被(bèi)應用在核電(diàn)站，用以衡量(liàng)⭐核☁️電站相關(guān)數據的量變(bian)過程和結果(guo)，爲監測核電(dian)站運行提供(gòng)科學的⛷️有效(xiao)手段。在這些(xie)流量儀表中(zhōng)，節流裝置中(zhōng)的孔闆配差(chà)壓儀表，在核(hé)電站的流量(liàng)測量中應用(yòng)最爲廣泛。
二(èr)、核電站孔闆(pan)流量測量應(ying)用情況
　　目前(qian)核電站的孔(kǒng)闆按照機械(xie)等級分爲核(hé)級和非核級(ji)🌈兩類。核級孔(kong)闆依據ＲCC－M《壓水(shuǐ)堆核島機械(xiè)設備設計和(hé)建造♌規則》，對(dui)于制造、材料(liao)，焊接和試驗(yàn)等方面與傳(chuan)統機械設備(bèi)的設計要求(qiú)存在一定區(qū)别，目的🍉是爲(wei)保證核電廠(chang)的安全運行(hang)。按照雙機組(zu)計算，目前核(he)級孔闆約有(you)224塊，非核級孔(kong)闆約有75塊。根(gen)據安裝🔴管道(dào)口徑，孔闆口(kou)徑覆蓋DN50至DN700。測(ce)量介質包括(kuò)液體，氣體和(he)蒸汽。介質設(shè)計溫度在40℃至(zhi)316℃，設計壓力覆(fu)蓋0.2MPa至24MPa。
　　與孔闆(pan)配套使用的(de)差壓儀表，根(gen)據電氣分級(ji)的不同，分爲(wei)核🚶級儀表和(hé)非核級儀表(biao);根據檢測位(wei)置的❌不同，分(fèn)爲☂️遠傳差壓(ya)變送器和就(jiu)地差壓表;根(gēn)據檢測目的(de)不同，分🍓爲永(yǒng)久安裝儀表(biǎo)和臨時安裝(zhuang)的試驗儀表(biao)。
三、孔闆測量(liàng)簡介和優缺(que)點
（一）孔闆測(ce)量簡介。孔闆(pǎn)是在管道中(zhong)安裝了一個(gè)中間爲圓孔(kǒng)的節流件，迫(po)使流動的流(liu)束截面變小(xiǎo)，流🆚速加快，壓(ya)力降低，與前(qián)方未節流的(de)流體壓力形(xíng)成了差壓，差(chà)壓的開方與(yu)流量成正比(bǐ)。通🏒過差壓儀(yi)表配合，可測(ce)🈲得管道的流(liú)量。
(二)孔闆的(de)優點。孔闆的(de)優點是具有(you)大量測試數(shu)據，這些數據(ju)得到了國際(jì)标準組織的(de)認可，無需實(shi)流校準;其結(jié)構易于複制(zhì)，簡🤟單、牢固;應(ying)用範圍廣，測(cè)量🈲流體範圍(wei)廣(液、氣、蒸汽(qì))、一般生産過(guo)程的管徑、工(gōng)作📧狀态(溫度(dù)、壓力)皆可以(yi)測量。針⁉️對核(hé)電站環境，部(bù)分廠房存在(zài)輻照，而孔闆(pan)材質爲金屬(shu)，輻照對其無(wu)影響，因此孔(kǒng)闆在核電站(zhàn)應用比較廣(guang)泛。
(三)孔闆的(de)缺點。孔闆的(de)缺點如測量(liàng)的重複性、精(jing)度在流量傳(chuan)感器中屬于(yu)中等水平;測(cè)量量程比窄(zhǎi)，一般僅3:1～4:1;有較(jiào)長的前後直(zhí)管段長度要(yào)求，一般難于(yú)滿足;孔闆以(yi)内孔銳角線(xiàn)來保證精度(du)，因🏃此傳感器(qì)對腐蝕、磨損(sǔn)、結垢、髒污敏(min)感，長期🌍使用(yòng)精度難以保(bǎo)證🚩。除此之外(wai)，由于存在節(jiē)流♉孔，導緻壓(yā)力損失大，會(hui)造🐇成能源的(de)額💋外消耗。
四(si)、采用低壓損(sǔn)流量儀表代(dài)替孔闆流量(liàng)計的節能✨分(fen)析
(一)孔闆能(néng)耗費用。孔闆(pǎn)的能耗與孔(kǒng)闆造成的永(yǒng)久壓力損失(shī)有關，能耗計(ji)算公式［1］爲:
W=(Δω×Q)/η(1)
　　式(shì)中:W—能耗值，W(瓦(wǎ));Δω—永久壓損值(zhí)，Pa;Q工況下的體(tǐ)積流量值，m3/s;η—泵(bèng)和電動㊙️機🏃🏻‍♂️的(de)效率，一般取(qǔ)0.85。年能耗費的(de)計算公式［2］爲(wei):
年能耗費(元(yuan)/年)=(W/1000)×(運行時數(shu)/年)×(元/千瓦小(xiǎo)時)(2)
(二)采用 超(chao)聲波流量計(ji) 替代孔闆的(de)節能分析。超(chao)聲波流量計(ji)由于在管道(dào)中沒有⭐阻力(li)件，壓力損失(shi)小，相對孔闆(pǎn)均有較小的(de)前後🔞直管段(duan)要求，目❓前在(zai)核電廠中也(ye)有不少應用(yong)💃🏻。如替代孔闆(pǎn)測量，可有效(xiao)降低壓力損(sun)失從而減低(dī)能耗。下面🤞從(cóng)兩個典型流(liu)量測點分析(xi)超🈲聲波替代(dai)🏃‍♂️孔闆的節能(neng)應用可行性(xing)。
1.設冷水公共(gong)環路入口流(liú)量測量WCC021MD。設冷(leng)水公共環路(lù)入口流量儀(yi)🌈表WCC021MD采用非核(hé)級差壓變送(sòng)器進行測量(liang)并遠傳至主(zhǔ)控室指💋示。該(gai)測點的正常(chang)流量爲2216m3/h，孔闆(pan)的永久壓力(lì)損♊失約爲29.2KPa，該(gai)測點基本全(quán)年均需運行(háng)🏃‍♀️，假設電費爲(wei)1元/千瓦小時(shí)，根據💃公式(1)和(he)(2)，該🔞測點使用(yong)🔞孔闆測量的(de)年能耗費用(yong)約在18.5萬元。
　　分(fèn)析該測點更(geng)換爲超聲波(bō)流量計的可(kě)行性。該測點(diǎn)的介質爲設(she)備冷卻水，介(jiè)質的設計壓(ya)力爲1.35MPa，設計溫(wēn)度⁉️爲40℃。測點所(suǒ)在管道口徑(jing)爲DN650，管道的機(ji)械等級爲核(hé)級，需要考慮(lǜ)抗震完整性(xìng)。該測點的孔(kǒng)闆布置在綠(lǜ)區。根據上面(miàn)的條🌈件分析(xī)，可考慮采用(yong)外夾式超聲(shēng)波流量計，這(zhè)種替代不會(huì)影響管道完(wan)整性。
　　與 差壓(yā)變送器 相比(bǐ)，超聲波流量(liang)計需額外考(kao)慮220VAC供電，目前(qián)核電廠采用(yòng)的超🙇🏻聲波流(liu)量計的功率(lü)都不大于30W，爲(wèi)簡化分🥰析，均(jun)按照30W計算，則(ze)超聲波流量(liang)計年運行費(fei)用約爲🚶270元。因(yīn)此，如将該測(cè)點流量測量(liang)由孔闆改爲(wèi)超聲波流量(liàng)計，每年運行(háng)成本将節省(sheng)約18萬元。考慮(lü)初期的采購(gòu)成本，采購 外(wài)夾式超聲波(bō)流量計 比采(cai)購差壓變送(sòng)器和孔闆約(yuē)貴10萬元。一般(ban)核電廠的儀(yí)表使用時間(jian)爲10年，因此綜(zong)合考慮采購(gou)成本和❤️運行(háng)🌍成本，采用超(chao)聲波流量計(ji)每年約可節(jie)省17萬元。
2.WNC101/202/303CS入口(kou)設冷水臨時(shi)流量測量WCC101/202/203YD。WNC101/202/303CS入(rù)口設冷水流(liu)量測量儀表(biao)WCC101/202/203YD爲臨時安裝(zhuāng)的流量儀表(biǎo)，在平時正常(cháng)運行的時候(hòu)不使用，在設(she)備檢修和定(ding)期試驗的時(shí)候會臨時安(ān)裝💋上進行測(ce)量。每個測點(dian)的正常流量(liang)爲450m3/h，孔闆🌂的永(yong)久壓力損失(shī)約爲34.2KPa，測點基(jī)本全年均需(xu)運行，仍假設(she)電費爲1元/千(qian)瓦小時，根據(jù)公式(1)和(2)，每個(gè)測點使㊙️用孔(kǒng)闆測量的年(nián)能耗費用約(yue)👌在4.3萬元。
　　由于(yu)該測點僅在(zai)設備檢修或(huo)定期試驗的(de)時候才臨時(shí)安裝✂️使用，測(cè)點安裝在綠(lǜ)區，如考慮取(qu)消孔闆，在需(xu)😄要使用時采(cai)用現場♊已有(you)的移動式超(chao)聲波流🐕量計(jì)進行測量，無(wú)需額外設備(bèi)🌈采購費㊙️用，這(zhe)樣每個測點(dian)每年可節省(shěng)約4.3萬元。
五、結(jié)語
　　根據實例(li)分析，通過對(dui)典型孔闆測(ce)點進行選型(xíng)替換，可帶來(lái)可觀的經濟(jì)收益，存在實(shí)現節能降耗(hao)的應用前景(jǐng)。由于流量儀(yí)表選型替換(huàn)可能影響到(dào)設計文件🌂、運(yùn)行規程、配電(dian)、業主使用習(xí)慣等的變化(hua)，如後續實施(shī)，需各方面💞積(jī)極溝通，保證(zheng)節能降耗應(ying)用的順利開(kai)展。

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