【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(zuì)爲廣泛。由于孔闆(pǎn)流量計永久壓力(lì)損失的存在，會造(zào)成額外的能源耗(hào)費。考慮到當前節(jie)能降耗已成爲我(wo)國經濟建設的重(zhong)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(shi)流量儀📞表替代孔(kong)闆的應用前景。
　　爲(wei)貫徹落實《中華人(ren)民共和國節約能(neng)源法》《國務院關于(yú)❄️加快發⛱️展節能環(huán)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(jí)，引導用能單位采(cǎi)用先進适用的節(jie)能新技術、新裝備(bei)⛱️、新工藝，促進能源(yuán)資🈲源節約集約利(lì)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(he)電站作爲電力🚩行(háng)業，應響應國家号(hao)召，積極探尋節能(neng)手段。本文主要探(tàn)讨核電站流量儀(yí)表選型方面節能(neng)降耗的前景。
一、核(he)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(guó)民經濟和人們日(rì)常生活有着密切(qie)聯系。爲了保證其(qí)運行效率和質量(liang)，節流裝置配差壓(ya)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(wō)流量計 等各種各(gè)樣流量儀表被應(yīng)用在核電站，用以(yi)衡量核電站相關(guān)👣數據的量變過程(cheng)和結果，爲監測核(he)電站運行提供科(kē)㊙️學的有效☀️手段。在(zai)這些流量儀表中(zhōng)，節流裝置中的孔(kong)闆配差壓儀表，在(zài)核電站的流量測(cè)量中應用最爲廣(guǎng)泛。
二、核電站孔闆(pǎn)流量測量應用情(qing)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(kong)闆依據ＲCC－M《壓水堆核(he)島機械設備設🈲計(jì)和建造規則》，對于(yú)制造、材料，焊接和(hé)試驗等方面與傳(chuan)統機械設備的設(she)計要求存在一定(ding)區别，目的是爲保(bǎo)證核電廠的安全(quán)運行。按照雙機組(zǔ)計算，目前核級孔(kong)闆約有224塊，非核級(jí)孔闆約有75塊。根據(jù)安裝管道口徑，孔(kong)闆口徑覆蓋DN50至DN700。測(ce)量介質包括液體(ti)，氣💃體和蒸汽。介質(zhi)設計溫度在40℃至316℃，設(shè)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(dian)氣分級的不同，分(fèn)爲💋核級儀表和非(fēi)核級儀表;根據檢(jian)測位置的不同，分(fèn)爲💚遠傳差壓變送(sòng)器和就地差壓表(biǎo);根據檢測目的不(bú)同，分爲永久安裝(zhuāng)儀表和臨時安裝(zhuāng)的試♋驗儀表。
三、孔(kong)闆測量簡介和優(yōu)缺點
（一）孔闆測量(liàng)簡介。孔闆是在管(guan)道中安裝了一個(ge)中間爲圓孔💰的節(jiē)流件，迫使流動的(de)流束截面變小，流(liú)㊙️速加快，壓力降低(dī)，與前方未節流的(de)流體壓力形成了(le)差壓，差壓的開方(fang)與流量成🈲正比。通(tōng)過差壓儀表配合(he)，可測得管道的流(liú)量。
(二)孔闆的優點(dian)。孔闆的優點是具(jù)有大量測試數據(ju)，這些數據得到了(le)國際标準組織的(de)認可，無需實流校(xiào)準;其結構易于複(fu)制，簡單、牢固;應用(yòng)範圍廣，測量👈流體(tǐ)範圍廣(液、氣、蒸汽(qì))、一般生産過程🌐的(de)管徑、工作狀态(溫(wēn)度、壓力)皆可以測(ce)量。針對核電站環(huan)境，部分廠房存在(zài)輻照，而孔闆材質(zhi)爲金屬，輻照對其(qí)無影響，因此孔闆(pan)在核電站應用比(bǐ)較廣泛。
(三)孔闆的(de)缺點。孔闆的缺點(diǎn)如測量的重複性(xìng)、精度在流🐅量傳感(gǎn)🔴器中屬于中等水(shuǐ)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(dù)要求，一般難于滿(man)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(wu)敏感，長期🎯使用精(jīng)度難以保證🌈。除此(ci)之外，由于存在節(jie)流孔，導緻壓力損(sun)失大，會造成能源(yuan)的額外消耗。
四、采(cai)用低壓損流量儀(yí)表代替孔闆流量(liang)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(ji)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(qu)0.85。年能耗費的計算(suan)公式［2］爲:
年能耗費(fei)(元/年)=(W/1000)×(運行時數/年(nian))×(元/千瓦小時)(2)
(二)采(cǎi)用 超聲波流量計(ji) 替代孔闆的節能(neng)分析。超聲波流量(liàng)計由于在管道🔞中(zhōng)沒有⭐阻力件，壓力(li)損失小，相對孔闆(pǎn)均有較小的前後(hòu)直管段要求，目前(qian)在核電廠中也有(yǒu)不少應用。如替代(dài)♌孔闆測⚽量，可有效(xiào)降低壓力損失從(cóng)而減低能耗。下面(miàn)🌍從兩個典型流量(liàng)測點分析超♻️聲波(bo)替代💃孔闆的節能(neng)應用可行性。
1.設冷(leng)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(jin)行測量并遠傳至(zhi)主控👉室指示。該👉測(cè)點的正常流量爲(wei)2216m3/h，孔闆的永久壓力(li)損失約爲29.2KPa，該測點(dian)基本全年均需運(yùn)行，假設電費爲1元(yuán)/千瓦小時，根據公(gong)式(1)和(2)，該測點使用(yòng)孔闆測量的🈲年能(neng)耗費用約在18.5萬元(yuan)。
　　分析該測點更換(huan)爲超聲波流量計(jì)的可行性。該測點(dian)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(xū)要考慮㊙️抗震完整(zheng)性。該測點的孔闆(pǎn)布置在綠區。根據(ju)上面的條件分析(xi)，可考慮采用外夾(jiá)式超聲波流量計(ji)，這種替代不會影(yǐng)響管道完整性。
　　與(yu) 差壓變送器 相比(bi)，超聲波流量計需(xu)額外考慮220VAC供電，目(mù)前核電廠采用的(de)㊙️超聲波流量計的(de)功率都不大于30W，爲(wèi)簡化分析，均按照(zhào)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(yue)18萬元。考慮初期的(de)🔞采購成本，采購 外(wai)夾式超聲波流量(liang)計 比采購差壓變(bian)送器和孔闆約貴(guì)10萬元。一般核電廠(chang)的儀表使用時間(jiān)爲10年，因此綜合考(kao)慮采購成本和運(yùn)行🛀成本，采用超聲(shēng)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(liang)儀表，在平時正常(chang)運行的時候不使(shi)用，在設備檢修和(he)定期試驗的時候(hòu)會臨時安裝上進(jin)行測量。每個測點(dian)的正常流量爲450m3/h，孔(kǒng)闆☂️的永久壓力損(sǔn)失約爲34.2KPa，測點基✉️本(ben)全年均⚽需運行，仍(réng)♋假設電費爲1元/千(qian)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(néng)耗費用約在4.3萬元(yuan)。
　　由于該測點僅在(zài)設備檢修或定期(qī)試驗的時候才臨(lin)時安裝使用，測點(dian)安裝在綠區，如考(kǎo)慮取消孔闆🏃🏻‍♂️，在需(xu)要使用時采用現(xiàn)場已有的移動式(shì)超聲波流量計進(jìn)行測量，無需額外(wài)設備采購費用，這(zhe)樣每個測點每年(nián)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(xing)替換，可帶來可觀(guan)的經濟收益，存在(zài)實現節能降耗的(de)應用前景。由于流(liú)量儀表選型替換(huan)可能影響到設計(ji)文件、運行規程、配(pei)電📐、業主使用習慣(guan)等的變化，如後續(xù)實施，需各方面積(jī)極溝通，保證節能(neng)降耗應用的順利(lì)開展。

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