【内容摘要】流(liú)量儀表 是核電廠(chǎng)測量中的重要儀(yí)表之一，其中 孔闆(pǎn)流量計 的應用最(zui)爲廣泛。由于孔闆(pan)流量計永久壓力(li)損失🙇‍♀️的存在，會造(zào)成額外的能源耗(hao)費。考慮到當前節(jie)能降耗已成爲我(wo)國經濟建設的重(zhòng)中之重，本文結合(he)✂️核電廠✌️具體孔闆(pǎn)的選型情況，探讨(tao)采用低壓力損失(shī)流量儀表替代孔(kǒng)闆的應用前景。
　　爲(wèi)貫徹落實《中華人(ren)民共和國節約能(néng)源法》《國務院關于(yu)🏒加🧑🏽‍🤝‍🧑🏻快🍓發展節能環(huan)保産業的意見》(國(guó)發［2013］30号)規定和要求(qiu)，國家發展和改革(ge)委員會一直緻力(li)于加快節能技術(shù)進步和推廣🈲普及(ji)，引導用能單位采(cai)用先進适用的節(jiē)能新技🆚術、新裝備(bèi)🈲、新工藝，促進能源(yuán)資🆚源節約集約利(li)用，緩解資源環境(jing)壓力👈的工作，積極(ji)在電力、化工、鋼鐵(tie)、有色金屬等行業(yè)推行節能技術🚶‍♀️。核(hé)電站作爲電力行(háng)業，應響應國家号(hao)召，積極探尋節能(néng)手段。本文主要探(tàn)讨核電站流量儀(yi)表選型方面節能(néng)降耗的前景。
一、核(hé)電廠流量測量現(xiàn)狀
　　核電站作爲一(yī)種将核能轉化爲(wei)電能的重要設施(shī)，其運行效果與國(guo)民經濟和人們日(rì)常生活有着密切(qie)聯系。爲了保證其(qi)運行效率和質量(liang)，節流裝置配差壓(yā)儀表、 電磁流量計(jì) 、 轉子流量計 、超聲(shēng)波流量計、容積式(shì)流量計、 旋進旋渦(wo)流量計 等各種各(ge)樣流量儀表被應(yīng)用在核電站，用以(yǐ)衡量👣核電站☔相⭐關(guan)數據的量變過程(chéng)和結果，爲監測核(hé)電站運行提供科(ke)學的有效📧手段。在(zài)這些流量儀表中(zhong)，節流裝置中的孔(kǒng)闆配差壓儀❤️表，在(zài)核電站的流量測(ce)量中應🌐用最爲廣(guang)泛。
二、核電站孔闆(pan)流量測量應用情(qíng)況
　　目前核電站的(de)孔闆按照機械等(děng)級分爲核級和非(fēi)✏️核級兩類。核級孔(kǒng)闆依據ＲCC－M《壓水堆核(he)島機械設備設計(ji)和建造規則》，對于(yu)制造、材料，焊接和(hé)試驗等方面📐與傳(chuán)統⛹🏻‍♀️機械設備的設(shè)計要求存在一定(ding)區别，目的是爲保(bao)證核電廠的安全(quán)運行。按照雙機組(zǔ)計算，目📧前核級孔(kǒng)闆約有224塊，非核級(ji)孔闆約有75塊。根據(ju)安裝管道口徑，孔(kǒng)🤞闆口徑覆蓋DN50至DN700。測(cè)量介質包括液🈚體(tǐ)，氣體和蒸汽。介質(zhi)設計溫度在40℃至316℃，設(she)計壓力覆蓋0.2MPa至24MPa。
　　與(yǔ)孔闆配套使用的(de)差壓儀表，根據電(diàn)氣分級的不同，分(fèn)爲🌍核㊙️級🥵儀表和非(fei)核級儀表;根據檢(jiǎn)測位置的不同，分(fèn)爲🐕遠傳差壓變送(sòng)🔴器和就地差壓表(biao);根據檢測目的不(bu)同，分爲永久安裝(zhuāng)儀表和臨時安裝(zhuāng)的試💋驗儀表。
三、孔(kǒng)闆測量簡介和優(yōu)缺點
（一）孔闆測量(liang)簡介。孔闆是在管(guǎn)道中安裝了一個(gè)中🤩間爲📱圓孔的節(jie)流件，迫使流動的(de)流束截面變小，流(liu)速加快，壓力降低(di)，與前方未節流的(de)流體壓力形成了(le)差壓🈲，差壓的🏃‍♀️開方(fāng)與🔴流量成正比。通(tōng)過差壓儀表配合(hé)，可測得管道的流(liu)量。
(二)孔闆的優點(dian)。孔闆的優點是具(jù)有大量測試數據(jù)，這些數✏️據得到了(le)國際标準組織的(de)認可，無需實流🌈校(xiao)準;其結構易于複(fu)制，簡😘單、牢固;應用(yong)範圍廣，測量流體(ti)範圍廣(液⁉️、氣、蒸汽(qì)🔴)、一般生産過程👄的(de)管徑、工作🎯狀态(溫(wen)度、壓力)皆可以測(cè)量。針對核電站環(huán)境，部分廠房存在(zai)輻照，而孔闆材質(zhi)爲金屬，輻照對其(qi)無影🈲響，因此孔闆(pǎn)在核電站應用比(bi)較廣泛。
(三)孔闆的(de)缺點。孔闆的缺點(dian)如測量的重複性(xing)、精度在流量傳感(gǎn)器中屬于中等水(shui)平;測量量程比窄(zhai)，一般僅3:1～4:1;有較長的(de)前後☂️直管📧段長度(du)要求，一般難于滿(mǎn)足;孔闆以内孔銳(ruì)角線來保證⁉️精度(dù)，因此傳感器對腐(fǔ)蝕、磨損、結垢、髒污(wū)敏感，長期使用精(jīng)度難以保證🤟。除此(cǐ)之外，由于存在節(jie)流孔，導緻壓力損(sun)失大，會造成能源(yuán)的額外消耗。
四、采(cai)用低壓損流量儀(yi)表代替孔闆流量(liàng)計的節能分析
(一(yī))孔闆能耗費用。孔(kǒng)闆的能耗與孔闆(pǎn)造成的永久壓力(li)🌈損失有關，能耗計(jì)算公式［1］爲:
W=(Δω×Q)/η(1)
　　式中:W—能(neng)耗值，W(瓦);Δω—永久壓損(sǔn)值，Pa;Q工況下的體積(ji)流量值，m3/s;η—泵和電動(dòng)機的效率，一般取(qǔ)0.85。年能耗費的計算(suan)公式［2］爲:
年能耗費(fèi)(元/年)=(W/1000)×(運行時數/年(nián))×(元/千瓦小時)(2)
(二)采(cai)用 超聲波流量計(ji) 替代孔闆的節能(neng)分析。超聲波流量(liang)計由于在管道中(zhōng)沒有阻力件，壓力(li)損失小，相對孔闆(pan)均有較小的前後(hòu)直管段要求，目前(qian)在核電廠中也有(you)不少應用。如替代(dai)孔闆測量，可有效(xiào)降低壓力損失從(cong)而減低能耗。下面(mian)從兩個典型流量(liang)測點分析超聲波(bo)替代孔闆的節能(néng)👅應用可行性。
1.設冷(lěng)水公共環路入口(kou)流量測量WCC021MD。設冷水(shuǐ)公共環路入口流(liú)🔞量儀表WCC021MD采用非核(he)級差壓變送器進(jìn)行測量并遠傳至(zhi)主控室指示。該測(ce)點的正常流量爲(wèi)2216m3/h，孔闆🏃的永久壓力(li)損失約爲29.2KPa，該測點(diǎn)基本全☔年均需運(yùn)行，假設電費爲1元(yuan)/千瓦小時，根據⚽公(gōng)式(1)和(2)，該測點使用(yòng)孔闆測量的✏️年能(néng)耗費用約在18.5萬元(yuán)。
　　分析該測點更換(huan)爲超聲波流量計(jì)的可行性。該測點(diǎn)的介質爲💁設備冷(lěng)卻水，介質的設計(ji)壓力爲1.35MPa，設計溫度(du)爲40℃。測點所🛀🏻在管道(dào)口徑爲DN650，管道的機(ji)械等級爲核級，需(xu)要考慮㊙️抗震完整(zheng)性。該測點的✊孔闆(pǎn)布置在綠區。根據(jù)上面的條件分析(xi)，可考慮采用外夾(jiá)式超聲波流量計(jì)，這種替代不會影(ying)響管道完整性。
　　與(yǔ) 差壓變送器 相比(bi)，超聲波流量計需(xu)額外考慮220VAC供電，目(mu)前核電廠采🔅用的(de)超聲波流量計的(de)功率都不大于30W，爲(wei)簡化分析，均按照(zhao)30W計算，則超聲波🔴流(liu)量計年運行費用(yong)約爲270元。因此👨‍❤️‍👨，如将(jiāng)該測點流量測量(liàng)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼由孔闆㊙️改爲超聲(shēng)波流量計，每🛀年運(yùn)行成本将節省約(yuē)18萬元。考慮初期的(de)💯采購成本，采購 外(wài)夾式超聲波流量(liàng)計 比采購差壓變(biàn)送器和孔闆約貴(gui)10萬元。一般核電廠(chǎng)的儀♻️表使用時間(jian)爲10年，因此綜合考(kǎo)慮采購成本和運(yùn)行成本，采用超聲(sheng)波流量計每年約(yue)可節省17萬元。
2.WNC101/202/303CS入口(kǒu)設冷水臨時流量(liàng)測量WCC101/202/203YD。WNC101/202/303CS入口設冷水(shuǐ)流量測量儀表WCC101/202/203YD爲(wei)☎️臨時安裝的流量(liàng)儀表，在平時正常(chang)運行的時候不使(shǐ)用，在🏃‍♀️設備檢修⛷️和(he)定期試驗的時候(hou)會臨時安裝上進(jìn)行測量。每個測點(diǎn)的正常流量爲450m3/h，孔(kong)闆的永久壓力損(sun)失約👌爲34.2KPa，測點基🐪本(ben)全年均需運行，仍(reng)⛹🏻‍♀️假設電費爲1元/千(qiān)瓦小時，根據公式(shi)(1)和(2)，每個測點使㊙️用(yong)孔闆測量的年能(neng)耗費用約在4.3萬元(yuan)。
　　由于該測點僅在(zai)設備檢修或定期(qi)試驗的時候才🌈臨(lin)時安裝使☂️用，測點(diǎn)安裝在綠區，如考(kao)慮取消孔闆，在需(xū)要使用時采用現(xian)場🔞已有的移動式(shì)超聲波流量計進(jin)行測量，無需額外(wài)設備采購費💘用，這(zhe)樣每個測點每年(nian)可節省約♌4.3萬元。
五(wǔ)、結語
　　根據實例分(fèn)析，通過對典型孔(kǒng)闆測點進行選型(xíng)替換，可帶來可觀(guān)的經濟收益，存在(zai)實現節能降耗的(de)應用🏃‍♀️前景。由于流(liú)量儀表選型替換(huàn)可能影響到設計(jì)文件、運行規程、配(pèi)電、業主使用習慣(guàn)等的變化，如後續(xu)實施，需各方面積(ji)極溝通，保證節能(néng)降耗應用的順利(li)開展。

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