核電液位儀表的選型研究

徐勝峰+羅杰+許琳燕

【摘 要】隨著社會(huì)的發(fā)展，城市化建設(shè)進(jìn)程的不斷加快，使得在社會(huì)的發(fā)展過程中，對(duì)電力的需求不斷的提高，同時(shí)，經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，促進(jìn)了人們的生活水平不斷的提高，增加了人們對(duì)環(huán)境的要求，導(dǎo)致傳統(tǒng)的火力發(fā)電滿足不了當(dāng)前階段社會(huì)發(fā)展的要求。在這種情況下，核電就起到了重要的作用，在核電站正常的運(yùn)行過程中，液位儀表在其中占據(jù)了重要的地位，可以為核電設(shè)備的運(yùn)行提供有效的參數(shù)，對(duì)核電設(shè)備的安全運(yùn)行提供了保證。為了使液位儀表在核電站運(yùn)行的過程中發(fā)揮出更大的作用，本文就對(duì)核電液位儀表的選型進(jìn)行了研究，首先對(duì)液位儀表的工作原理進(jìn)行了分析，然后闡述了液位儀表選型的原則，最后對(duì)選型時(shí)的注意事項(xiàng)進(jìn)行了討論，以針對(duì)各種應(yīng)用場(chǎng)景選擇出最合理的液位儀表，為核電的安全運(yùn)行提供保障。

【關(guān)鍵詞】核電；液位儀表；選型

0 引言

隨著對(duì)科研事業(yè)的不斷重視，加強(qiáng)了科研事業(yè)上的投入，使得當(dāng)前階段中科學(xué)技術(shù)得到了快速、穩(wěn)步的提升，在各個(gè)領(lǐng)域中，都加入了自動(dòng)化技術(shù)，有效的促進(jìn)了各個(gè)行業(yè)的發(fā)展。而在電力企業(yè)中，工作的內(nèi)容往往非常的危險(xiǎn)，尤其是核電站的工作危險(xiǎn)程度更加的嚴(yán)重，儀表異常運(yùn)行往往導(dǎo)致嚴(yán)重的后果，在這種情況下，液位儀表的應(yīng)用就為電力設(shè)備的運(yùn)行提供了有效的參數(shù)，但是，在不同核電站中，使用的設(shè)備往往具有一定的差異，在電力設(shè)備運(yùn)行中使用的參數(shù)也有存在一定的不同，因此，加強(qiáng)對(duì)核電液位儀表的選型進(jìn)行研究具有重要意義，使核電站中使用最合理的液位儀表。

1 液位儀表的工作原理分析

1.1 液位儀表變送器的測(cè)量原理

在液位儀表中，變送器起到了重要的的作用，其使用的原件較為敏感，將其深入到被測(cè)液體中，不同高度的液體就會(huì)傳遞出不同的信號(hào)，工作人員可以根據(jù)該信號(hào)對(duì)液體的高度進(jìn)行調(diào)節(jié)，使液體在正常工作高度的范圍內(nèi)。變送器在無液體的環(huán)境下，可以得到：mg=Cx0，當(dāng)變送器在液體環(huán)境中時(shí)，液體的高度為：H=h+？駐x，根據(jù)物理學(xué)中的平衡公式可得，mg-Ahρg=C（x0-？駐x），根據(jù)上訴的三個(gè)公式就可以得到液體的高度，最終的公式為：H=■？駐x+？駐x，而變送器的移動(dòng)距離對(duì)液體的影響較小，因此，就可以將這一部分增加的高度忽略不計(jì)，可以得到H=■？駐x，其中，ρ為液體的密度，g為重力加速度，A為變送器的表面積，C表示變送器中彈簧的剛度，？駐x為變送器的移動(dòng)距離。根據(jù)該公式可以看出，液體的高度與位移量呈正相關(guān)關(guān)系[1]。

1.2 液位儀表開關(guān)的工作原理

在液位儀表中，除了變送器會(huì)起到重要的作用，液位開關(guān)在其中起到的作用同樣重要，其主要包括了四個(gè)部分，分別為內(nèi)桿、吸引軸、開關(guān)磁貼和液面浮球，在工作的過程中，液面發(fā)生變化就會(huì)對(duì)內(nèi)桿和吸引軸產(chǎn)生影響，當(dāng)液面高度提高時(shí)，浮球就會(huì)跟隨著上升，導(dǎo)致內(nèi)桿向上移動(dòng)，拉近了吸引軸與開關(guān)磁鐵之間的距離，增加了兩者之間的排斥力度，根據(jù)不同的排斥力度，產(chǎn)生相應(yīng)的電信號(hào)，對(duì)液體的高度進(jìn)行監(jiān)測(cè)[2]。

2 液位儀表選型的原則

2.1 液位儀表變送器選型的原則

2.1.1 變送器的測(cè)量范圍

在系統(tǒng)設(shè)計(jì)上，不同的系統(tǒng)對(duì)儀表的進(jìn)度要求不一，具體選型的結(jié)果使得測(cè)量的范圍具有一定的差異，因此，在對(duì)變送器進(jìn)行選型時(shí)，首先就要對(duì)測(cè)量范圍進(jìn)行考慮。在選型時(shí)，要保證變送器的最大值與最小值都能夠滿足測(cè)量的要求，最大值一般要稍微高于設(shè)備規(guī)定的最大值，最低值一般要稍微低于設(shè)備規(guī)定的最低值。

2.1.2 變送器的精度

在重要系統(tǒng)的液位監(jiān)視，比如壓力容器水位等，就要求測(cè)量的結(jié)果更加的精確，因此，在選擇變送器時(shí)，就要考慮到變送器的精度，選擇的變送器精度越高，測(cè)量的結(jié)果就精確，能夠更好地對(duì)設(shè)備的運(yùn)行提供保證。但是，越精確的變送器，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)就越復(fù)雜，對(duì)使用的環(huán)境要求越嚴(yán)格，而核電站中的環(huán)境有很多因素的影響，因此，在對(duì)精度進(jìn)行選擇時(shí)，就要將所有的因素都要考慮進(jìn)行去，使變送器能夠更好地進(jìn)行使用。

2.1.3 變送器的安裝技術(shù)

為了對(duì)液位儀表的投入成本進(jìn)行控制，就還需要對(duì)變送器的安裝技術(shù)進(jìn)行考慮。在當(dāng)前階段中，常用的安裝技術(shù)有兩種，一種是頂裝技術(shù)，另一種是帶外安裝技術(shù)，兩種安裝技術(shù)各有各的優(yōu)點(diǎn)，前者在安裝時(shí)，能夠考慮到安裝時(shí)的承壓等級(jí)，后者考慮到的是材料的使用、排污問題的處理等，根據(jù)實(shí)際的使用要求，選擇合理的安裝技術(shù)，從而確定出最適合的液位儀表變送器[3]。

2.2 液位開關(guān)的選型原則

2.2.1 液位開關(guān)開關(guān)點(diǎn)的位置

在使用液位開關(guān)時(shí)，其在不同的位置，會(huì)對(duì)內(nèi)桿或吸引軸的移動(dòng)造成不同的影響，因此，為了使其更好的運(yùn)行，在對(duì)液位開關(guān)進(jìn)行選擇時(shí)，首先就要考慮到也為開關(guān)的位置。在選型時(shí)，如果在工藝的基本要求中，附近有地坑液位時(shí)，選擇的開關(guān)點(diǎn)的就以用動(dòng)作點(diǎn)距儀表的法蘭面距離來表示；而附近有旁路罐時(shí)，選擇的開關(guān)點(diǎn)就可以用動(dòng)作點(diǎn)距離浮筒上升過程接口的距離來表示。根據(jù)選擇出開關(guān)點(diǎn)的不同，來選擇最合理的也為開關(guān)[4]。

2.2.2 液位開關(guān)的安裝技術(shù)

在當(dāng)前階段中，常用的液位開關(guān)安裝技術(shù)有三種，分別為定頂裝安裝技術(shù)，帶外式安裝技術(shù)與側(cè)裝安裝技術(shù)，每種安裝技術(shù)的特點(diǎn)都具有一定的差異，其中前兩者的安裝特點(diǎn)與變送器基本一致，而側(cè)裝安裝技術(shù)在使用的過程中，就需要考慮到開關(guān)浮球的規(guī)格、內(nèi)桿的長(zhǎng)度等，根據(jù)不同的考慮目標(biāo)，來選擇出合理的液位開關(guān)。

3 選型時(shí)的注意事項(xiàng)

在對(duì)液位儀表進(jìn)行選型工作中，不僅僅只是需要注意到以上的幾點(diǎn)原則，同時(shí)還要注意到以下的幾點(diǎn)注意事項(xiàng)。首先要注意儀表是否具有密封件，液位儀表通常在液體中使用，如果液體侵入到儀表中，就會(huì)對(duì)儀表造成破壞，因此，在一般情況下，液位儀表中都會(huì)有相應(yīng)的密封件；然后注意其內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，由于液位儀表屬于電氣設(shè)備中的一種，常常會(huì)出現(xiàn)一些電力方面的故障，因此，為了增加其安全性能，就要保證其內(nèi)部存在接地端。

4 總結(jié)

綜上所述，液位儀表在核電站的運(yùn)行過程中具有重要的意義。選擇出合理的液位儀表不僅增加了核電站的安全性，而且還使得安裝簡(jiǎn)便，易于控制，有效的節(jié)約了核電的生產(chǎn)成本，增加了核電企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。本文從變送器與液位開關(guān)的選擇兩個(gè)方面進(jìn)行了研究，為核電站選擇合理的液位儀表提供了依據(jù)。

【參考文獻(xiàn)】

[1]劉祖全，王光毅，李碩.核電站AC廠房?jī)x表選型及安裝問題分析[J].自動(dòng)化與儀器儀表，2016，02（04）：65-67.

[2]李致遠(yuǎn).安全儀表系統(tǒng)在重大危險(xiǎn)源存儲(chǔ)設(shè)施上的設(shè)計(jì)及應(yīng)用[J].安徽化工，2015，11（04）：73-76+79.

[3]夏浩.M310核電機(jī)組影響蒸汽發(fā)生器液位測(cè)量通道的因素分析[J].自動(dòng)化與儀器儀表，2014，09（09）：111-114.

[4]張麗芹，邱建文，于宏偉.核電特定場(chǎng)所中水位測(cè)量設(shè)備的選型分析與改進(jìn)研究[J].科協(xié)論壇（下半月），2013，04（05）：37-38.

[責(zé)任編輯：李書培]