摘要(yao)：通過對福清核電(diàn)廠1,2#機組的在線流(liú)量儀表 應用情況(kuàng)進行學習和總結(jié)，分析核電廠在線(xian)流量🐆儀㊙️表選型設(shè)計的注意事項，給(gei)出了核電廠中在(zai)線流量儀表選型(xíng)設計的要點和難(nán)點。在現行的核安(ān)👈全法規要求下對(dui)于後續新建核電(dian)廠在線流量儀表(biao)選型設計具有一(yī)定的指導意義。
0引(yin)言
　　流量測量在核(hé)電廠監控系統中(zhong)具有舉足輕重的(de)作用。與🍉其它⭕熱工(gong)檢測儀表相比，在(zài)線流量測量技❌術(shù)和儀表類型更多(duo)❗樣，選💛型設計更複(fu)雜。福清核電廠1,2#機(jī)組（主輔系統）使用(yòng)♉了421塊在線流量計(ji)，包含了節流裝置(zhi)（ 孔闆流量計 和文(wén)丘裏）、浮子、容積式(shì)、 電磁流量計 、 渦街(jiē)流量計 和 超聲波(bo)流量計 六大類型(xíng)，涉及多種工況，各(ge)種類型所占比例(li)分布如圖1所🌈示。本(běn)文從在線流量計(jì)可測性和可靠性(xing)對流量儀表選型(xing)設計注意事項進(jin)行分析，并輔以實(shí)際案例分析。

1核(hé)電廠在線流量計(ji)可測性
　　各類在線(xiàn)流量計的可測性(xing)，主要考慮介質參(cān)數、适用口徑和直(zhi)管段要求。
1.1介質參(can)數
　　介質參數主要(yào)包括介質的類型(xing)、密度、粘度、允許的(de)壓損值以及各種(zhong)工況下所測介質(zhi)的溫度、壓力和流(liú)量🐕範圍（電磁流量(liang)計還需要考慮介(jie)質的電導率☁️是否(fou)在☁️可測範圍之内(nei)）。
①單一介質的類型(xing)主要是指氣體和(he)液體，一般情況，容(rong)☔積式流量✍️計和電(diàn)磁流量計隻用來(lai)測量液體；其它流(liu)量計🔴對于兩種🆚單(dan)一介質均可測。
②密(mi)度在體積流量測(cè)量中至關重要，常(chang)溫常壓下的🔅介質(zhi)🏃‍♂️密度是♊穩定的，是(shì)可校準的，密度不(bu)穩定的情況主要(yao)是指氣🆚體，比如蒸(zheng)汽等，一般需要溫(wēn)壓補償進行流🎯量(liàng)校正🌈。
③粘度主要是(shi)液體介質參數，對(duì)于所有與介質直(zhí)接接🐕觸的📧流量計(jì)都有關系，主要是(shì)影響測量精度，尤(yóu)其是對于容積式(shi)流量計這種機械(xiè)接液部件直接測(cè)量的流量計⭐影響(xiǎng)較大。
④一般情況，流(liú)量測量産生壓損(sǔn)最大的是容積式(shi)流🈲量計，其🌍次是🙇‍♀️節(jie)流式差壓流量計(jì)，沒有壓損的是超(chao)聲波流量計和電(dian)磁流量計。
⑤溫度和(he)壓力也是影響流(liu)量計使用的重要(yào)指标，節流式差壓(ya)流量計、電磁流量(liang)計對于溫壓适用(yòng)性最強；浮子流量(liàng)計中玻璃管浮子(zǐ)流量計隻能用于(yu)低溫低壓工況；容(róng)積式流💋量計對壓(yā)力不敏感，但是在(zai)高溫下容易熱膨(péng)脹變形，溫度太低(dī)又會導緻材質⛷️變(bian)脆，所以隻适用于(yú)-30~160℃溫度💃範圍；超聲波(bō)🌈流量計在測量氣(qì)體的時候要求P≥0.3MPa。
⑥流(liu)量範圍主要是指(zhi)最小流速和量程(cheng)比。一般情況下，流(liú)量測量均爲滿管(guǎn)流，不同流量計能(néng)測量的最📐小流速(sù)是有限值的，比如(ru)渦街流量計常壓(ya)條件可測最小流(liú)速爲0.4m/s，電磁流量計(jì)可測最小流速0.1m/s等(deng)。量程🤞比是流量計(ji)的重要參數，一般(ban)情況下，差壓變送(sòng)器的量程比一般(bān)爲3：1，最大可達10：1；浮子(zǐ)流量計最大可達(da)10：1；容積式、渦街、電磁(ci)和超聲波的量程(cheng)比均可到30：1或者40：1。
1.2适(shi)用口徑
　　絕大部分(fen)的流量計需要與(yǔ)工藝管道直接連(lián)接，對于工藝管道(dào)的口徑，不同的流(liú)量計有不同的适(shi)用範圍🏃‍♀️，非特🔞殊情(qing)🌈況一般不進行變(bian)徑處理。一般情況(kuàng)下， 節流式差壓流(liú)量計 适用于DN≥50的管(guan)徑； 浮子流量計 可(kě)以用于DN<50的管徑，最(zuì)大不超過DN250；容積式(shi)流量計适用于DN15~DN500；渦(wo)街流🌍量計适用于(yu)DN15~DN400；電磁流量計适用(yòng)于DN2.5~DN3000；超聲波🔆流量🏃‍♀️計(jì)原🔴理上💞對口🔱徑無(wú)要求，尤其擅用于(yu)大口徑☂️流量測量(liàng)。
1.3直管段要求
　　除了(le)浮子流量計和容(rong)積式流量計對直(zhí)管段基本沒要求(qiú)以外，其它流量計(jì)對于直管段均有(you)要求，而🧑🏽‍🤝‍🧑🏻且前後（上(shang)下遊）直管段越長(zhǎng)越好，如表1所示。

　　不(bu)同流量計廠家對(duì)于直管段的最小(xiǎo)長度有不同的要(yào)求，在🐉很多工程中(zhōng)，普遍采用的最小(xiǎo)直管段長❄️度爲前(qian)10D後5D。
2核電廠在線流(liu)量計可靠性
　　在滿(mǎn)足可測性之後，需(xū)要考慮流量計的(de)可靠性。核電🆚産品(pin)首先要考慮滿足(zu)現行相關核安全(quán)法規對設備等級(ji)的要求，其次要📞考(kǎo)慮儀表的精度、響(xiǎng)應時間、環境因素(sù)和🛀🏻校準維護。
2.1設備(bèi)等級
　　目前國内獲(huo)得審批的核電項(xiàng)目中，核安全局要(yào)求安裝在安全級(ji)管道的流量儀表(biao)保持抗震完整性(xìng)，即流量儀表的機(jī)械部件抗震等級(jí)與工藝管道抗震(zhen)等級♌保持一緻，并(bing)對儀表材料和焊(hàn)接增加了相關要(yào)求；對于流量儀表(biǎo)的電氣部件，需要(yào)根據其執行的功(gōng)能來确定是1E級或(huo)👣者NC級。
2.2精度
　　不同的(de)工況和監控聯鎖(suǒ)要求對流量計的(de)輸出信号有不同(tóng)的精度要求（考慮(lǜ)線性度、遲滞性與(yu)重複性因😍素在内(nei)的參考精度）。常見(jian)的在線流量計中(zhōng)，精度最高的是容(róng)積式流量計，次之(zhī)是節🈲流式差壓流(liú)量計和渦街流量(liang)計，再次之是🤩電磁(cí)流量計，精度最差(cha)的是浮子流量計(ji)和超聲波流量計(jì)。
2.3響應時間
　　響應時(shi)間（量程中值附近(jin)，在10%的階躍輸入變(biàn)化下，輸出上升或(huo)下降63.2%需要的時間(jian)）在流量計參與聯(lián)鎖控⭐制的時候至(zhì)關⭕重要。平時說的(de)響應時間主要是(shì)指變送器（包括工(gōng)作和功能類似于(yu)變送器的二次儀(yí)表）輸出電信号的(de)時間，需要靈敏度(dù)特别高的聯鎖控(kong)制場合要求響應(yīng)時間💋很短，比如ms級(ji)，普通的監控顯示(shì)則對響應時間沒(méi)有特殊要求，幾秒(miao)鍾甚至幾十秒鍾(zhong)都可滿足要求。一(yī)般來說，節流式差(chà)壓流量計和電磁(ci)流量計的變送單(dān)元響應時間普遍(biàn)可以達到0.5S以内，渦(wō)街和容積式還有(you)超聲波基本都可(ke)以控制在1s内。
2.4環境(jing)因素
　　環境因素是(shì)決定儀表是否可(kě)以長期穩定工作(zuò)的重要因素之‼️一(yi)，主要是輻照、振動(dong)和水塵。
　　輻照對于(yú)儀表的長期穩定(dìng)工作是一個挑戰(zhan)，對于安裝布置在(zai)✨輻照區域（指紅、橙(cheng)、黃區）的在線流量(liàng)計，必須具備抗輻(fú)照能力。比如XREA059MD在嶺(lǐng)澳二期選用重慶(qing)♌川儀一✉️體式電磁(cí)流量計，在方福項(xiang)目🏃中選用上海光(guang)華電磁流量計，因(yin)光華所供💰電磁流(liú)量計轉換器🔴部分(fèn)不能滿足黃區的(de)抗輻照能力，所以(yǐ)分體安裝♉，把轉換(huàn)器安🐕裝布置到綠(lü)區房間，福清二期(qi)選🔞用E-mag電磁流量計(ji)，因其滿足黃區✂️的(de)輻照強度，又回歸(gui)一體式。
　　振動對渦(wō)街流量計和超聲(shēng)波流量計的工作(zuò)有較⛹🏻‍♀️大☔影響，比如(rú)一般壓電式渦街(jiē)流量計可耐受0.2g的(de)振動，電容式渦街(jie)♈流量計可耐受0.5~1g的(de)振動。這幾類流量(liàng)🔴計都不能适用于(yú)強振動場所㊙️，在弱(ruò)振動場合，可以💰采(cai)取相關減振措施(shi)，但是仍然會對這(zhe)幾♍類儀表長期穩(wěn)定工作帶來較大(da)影響。
　　水塵是任何(hé)工況都必須考慮(lü)的因素，我們遵照(zhào)IEC529-1976外殼防護等‼️級，對(dui)現場儀表可能出(chu)現的環境影響進(jìn)👅行分析，進而規定(dìng)此處的儀表所應(ying)具備的防護等級(jí)IPXY（X代表防塵能力，Y代(dài)表防水能力）。
2.5安裝(zhuang)、校準和維護
　　儀表(biao)安裝是儀表選型(xing)設計必須要考慮(lǜ)的問題，除了流✨量(liang)計本🧡身安裝有簡(jiǎn)易和繁瑣之分，測(cè)點所在位置🎯是否(fou)方便流量🐅計進行(háng)安裝也必須要考(kao)慮。相對來說節流(liu)式差壓流量計是(shì)安裝最繁瑣也是(shi)最容易發生洩漏(lòu)的，而法蘭式安裝(zhuāng)的其它一體型流(liu)🔴量計安裝相對方(fāng)便，尤其是純機械(xie)計量模式的儀表(biǎo)，在隻需就❄️地📧顯示(shi)的時候尤其方便(biàn)。
　　所有的流量計都(dōu)需要定期校準和(he)維護，某些工況不(bú)适合頻繁對儀表(biǎo)進行校準和維護(hu)，比如高輻照區等(deng)🤩，需要儀表有較好(hao)的重複性和較長(zhang)壽命。
3核電廠流量(liang)計選型設計案例(lì)
　　本章選取福清核(hé)電廠1,2#機組中的設(she)備冷卻水系統主(zhǔ)泵（001/003PO）入口♻️流💃量選型(xing)設計案例進行分(fen)析。
3.1可測性分析
該(gai)流量測點的介質(zhì)參數、管道口徑和(he)前後直管段💃🏻長度(dù)如🍓下😄：
介質類型：除(chú)鹽水流向：水平
密(mì)度：975kg/m3動力粘度：0.378cP溫度(du)：75℃
壓力：1.2MPa.g
流量範圍：2136/2838/3718m3/h（近(jin)2m/s~3.65m/s，量程比近2：1）
最大允(yun)許壓損：13.6KPa
口徑：24”直管(guan)段：11m（近18D）
對該流量測(ce)點的流量計選型(xíng)進行可測性分析(xi)如下：
①介質類型是(shi)液體，六大類流量(liàng)計均滿足測量要(yào)求🏃🏻‍♂️；
②除鹽水電導率(lǜ)太低，不适合用電(dian)磁流量計；
③動力粘(zhān)度0.378cP情況下最大允(yun)許壓損13.6KPa，不适合用(yong)容積式流量計。國(guo)💃🏻内最好的容積式(shì)流量計廠家合肥(fei)精大，在動❌力粘度(du)<30mpa.S（30cP）時，流量計在最大(da)流量下運行時的(de)壓損也有🈲幾十KPa，最(zui)大可達80KPa。
④密度、溫度(dù)、壓力和量程比都(dou)在常見流量計可(ke)測範圍内。
⑤24”的口徑(jing)，不适合用浮子流(liu)量計和渦街流量(liang)計。
⑥測點所在管道(dào)可提供18D直管段，基(ji)本滿足前10D後5D的最(zui)短直管段要求。
經(jing)過可測性分析，可(ke)選用的流量計類(lèi)型有節流式差壓(ya)流量計和超聲波(bo)流量計。3.2
可靠性分(fèn)析
①該流量測點所(suǒ)在工藝管道安全(quán)等級爲3級，抗震等(deng)級爲1F，該🐕流量測點(diǎn)需要在KIC進行指示(shi)并在流量低于500m3/h時(shi)報警，并作爲PAMS1信号(hao)進BUP顯示。根據本文(wén)2.1的内容，要求在線(xian)流量計機械部件(jiàn)抗震等級爲1F，電氣(qi)部件（二次儀表）爲(wèi)1E級設備，目前🙇🏻隻有(you)核級變送器具備(bèi)1E級電氣設備要求(qiu)，所以排除超聲波(bo)流量計和插入式(shi)流量計，該處隻能(neng)選用節流式差壓(ya)流量計。
②該處流量(liang)測點所選流量計(ji)參考精度要求≤0.5%，功(gong)能精度≤2%，節流式差(chà)壓流量計可以滿(mǎn)足要求。
③該處流量(liang)測點所選流量計(ji)響應時間要求≤0.4s，可(ke)以從常見的變送(sòng)器廠家艾默生、羅(luó)斯蒙特和霍尼韋(wei)爾中選擇合适的(de)型号。
④該測點所在(zai)區域是輻射分區(qū)中的白區，對變送(song)器外殼📐和本👣體沒(mei)有耐輻照要求，防(fang)護等級要求也較(jiao)低，隻有IP55。
綜上所述(shu)，該處流量測點隻(zhī)适合選用節流式(shi)差壓流🐕量計，與福(fu)清核電廠1,2#機組中(zhong)該處的實際儀表(biǎo)選型相同。
4結論
　　核(hé)電廠在線流量儀(yí)表的選型設計，要(yao)同時保證可測性(xìng)和可靠💞性。本文通(tong)過對福清核電廠(chang)1,2#機組在線👉流量儀(yi)表應用情況進行(hang)學習，總結分析了(le)常見在線流量計(jì)的選🏃🏻‍♂️型設計注意(yì)事項，對後續核電(diàn)廠在線流量儀表(biǎo)選型設計具有一(yī)💁定的參考意義。

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