专利名称：差压式无平衡容器测量高温高压容器液位的装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种测量高温高压容器液位的装置及方法，尤其涉及一种差压式无平衡容器测量高温高压容器液位的装置及方法。
背景技术：
目前，在电力行业，高温高压容器为内部压力彡IOMPa为高压容器，壁温彡350°C为高温容器。对高温高压容器(汽包、高加等)液位测量时，使用最为广泛是平衡容器，其主要作用是凝结蒸汽，产生参比水柱。火力发电厂亚临界机组汽包水位测量是锅炉主保护、汽包水位自动调节的依据，但由于汽包高温高压的工况，准确、稳定测量其水位一直以来是一大难题。目前广泛使用的远传汽包水位计有1、单平衡容器差压水位计，其为使用最为广泛的汽包水位测量装置，结构图如图1所示，其原理如下当Δ P2 = O 时，H =[ (r—r " ) gL_ Δ PI] / (r，_r " )g。式中Λ Pl :变送器所测参比水柱与汽包内水位的差压值(ΛΡ2 = O时)；L :参比水柱高度:参比水柱的平均密度；ΛΡ2 :正、负压侧仪表管路的附加差压。这里饱和蒸汽和饱和水的密度(r”、r’ )是汽包压力P的单值非线性函数，通过测量汽包压力可以得到，而参比水柱中水的平均密度r具有很大的不确定性是造成测量误差的主要原因之一。如图1所示，单室平衡容器的顶部始终是饱和蒸汽、与其相接触的水面为饱和水。单室平衡容器除了向外辐射传热外，它还将沿着金属壁以及水向下导热传热，参比水柱的温度分布如图2所示，参比水柱的温度分布t=f (X)是参比水柱的指数函数，其函数关系与筒体的结构、表管的管径、环境温度、风向、保温情况等有关，具有很大的不确定性。同时平衡容器由于表面积较大，散热较快，蒸汽在其内部凝结，造成了一定的虹吸现象，导致其压力略低于汽包内压力，对测量也有一定影响。2、内置式平衡容器差压水位计，如图3所示，它将单室容器(平衡罐8)置于汽包7内部，使其水容器和参比水柱永远处于饱和水温度环境下，克服了图1所示的传统单室平衡容器的参比水柱水温难以测量的不足，避免大气环境温度对参比水柱水温、水柱密度的影响，从而使信号更加稳定、补偿公式更简单，测量的附加误差更�。岣呒嗍硬饬康目尚哦龋岣咚蛔远鹘�、保护稳定性。汽包内置水位平衡容器的原理为汽包内置水位平衡容器主要包括冷凝罐1、汽侧管2、正压取样管3、水侧取样管4、DCS (集散控制系统)5、差压变送器6、汽包7、平衡罐8、备用正压取样管9。汽包运行过程中饱和蒸汽进入到冷凝罐I中冷凝成饱和水回流到平衡罐8中，参比水柱所形成的静压通过正压取样管3引到差压变送器6的正端，汽包7内的水通过水侧取样管4引到差压变送器6的负端，这样差压变送器6输出差压信号给DCS 5，在DCS 5中通过压力补偿计算得出汽包7内的水位。这样做没有环境温度对参比水柱密度的影响，计算出来的结果就更接近于汽包中的实际水位，能够真正反映汽包真实水位。[0009]图3中，L为平衡罐8上边沿到水侧取样管4中心线的距离，HO为汽包7设计O水位线到水侧取样管4中心线的距离，Λ H为现在水位线相对于O水位线的差值，Y I为饱和水的密度，Y 2为饱和汽的密度，α为汽侧管2折入平衡罐8对应于平衡罐8的边缘时,汽侧管2的上表面的弯折角度。由此可以列出下列公式ΛH=L-HO-Λp/U1-Y 2)。从公式中可以看出，水位只与饱和水和饱和汽的密度有关,而密度与压力有关,只要测出汽包压力就可以从密度表中查出密度，代入公式即可计算出水位。备用正压取样管9防止内置式平衡罐8出现意外后可将正压表管与之相连。这样就与图1的外置式单室容器一样，以防万一。综上所述，单室平衡容器的缺点为测量的准确性受环境影响很大，很可能造成主保护拒动。内置式平衡容器的缺点为结构较复杂，需在汽包内部安装平衡罐，一旦出现问题，无法及时检修，退回到单平衡容器方式。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种差压式无平衡容器测量高温高压容器液位的装置，以解决现有技术存在的测量准确性不高、结构复杂、稳定性不可靠的问题。为了实现上述目的，一方面，本实用新型提供一种差压式无平衡容器测量高温高压容器液位的装置，其包括水侧取样管，包括依次连接的第一水平段、竖直段和第二水平段，所述第一水平段用于和高温高压容器的下部连接；汽侧取样管，用于和高温高压容器的上部连接；差压变送器，连接于所述第二水平段和所述汽侧取样管，且所述第二水平段和所述汽侧取样管高度相同。
根据上述差压式无平衡容器测量高温高压容器液位的装置的一种优选实施方式，其中，所述汽侧取样管为的不锈钢取样管。根据上述差压式无平衡容器测量高温高压容器液位的装置的一种优选实施方式，其中，所述差压变送器的位置与所述汽侧取样管平齐。根据上述差压式无平衡容器测量高温高压容器液位的装置的一种优选实施方式，其中，所述汽侧取样管具有一个倾斜度以用于存水。为了实现上述目的，另一方面，本实用新型提供一种利用上述任一所述装置测量高温高压容器液位的方法，其包括以下步骤在锅炉上水，汽包内有O. 2 O. 5Mpa压力后，打开差压变送器上的排污口，让汽包内的水填满水侧取样管，并从差压变送器的排污口流出；关闭差压变送器排污口 ；如果，差压变送器测到的差压ΛΡ以_ H2O为单位，则汽包水位H可按下列公式得到H=[(r-r”)S-AP]/(r’ -r”)；其中，s为水侧取样口与汽侧取样口的高度差，r’和r”是汽包压力的单值函数，通过补偿公式得到。本实用新型中，由于参比水柱不是依靠蒸汽凝结形成的，合理的选择D段的长度可以使整个参比水柱的温度等于环境温度。因为没有平衡容器的影响，参比水柱没有温度梯度，也不存在虹吸现象，最大限度的减少了测量误差和环境的影响。汽侧取样管与取样口平齐，只要有足够的长度冷却，就可消除所有的干扰因素。与目前的内置式平衡容器相比，能到达同等测量效果，但结构更简单，工作更可靠，更方便，成本更低廉。
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为现有技术的单平衡容器差压水位计的结构示意图；图2为现有技术的内置式平衡容器差压水位计的结构示意图；图3为图2中参比水柱与其温度的关系曲线；图4为本实用新型实施例应用时与汽包的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型的附图，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。如图4所示，本实用新型实施例包括汽侧取样管701、水侧取样管702和差压变送器6。水侧取样管702包括依次连接的第一水平段D、竖直段Z和第二水平段L，第一水平段D和高温高压容器汽包7下部的水液连通。汽侧取样管701和汽包7上部的水蒸汽连通。差压变送器6连接于第二水平段L和汽侧取样管701，且第二水平段L和汽侧取样管701高度相问。差压变送器6的位置与汽侧取样管701平齐，汽侧取样管701采用ψ16χ3的不锈钢取样管，并有一微小的朝下角度，避免冷却水液进入汽包7。差压变送器6远离汽包7，使得汽侧取样管701有足够的长度来冷却蒸汽。汽侧取样管701中的水柱，因为没有高度，所以不会对差压变送器6产生附加压强。水侧取样管的第二水平段L实际上与汽侧取样管701是平齐的(图中为了显示出来，故意错开了一点距离)。本实施例使用时，第一次的投入步骤如下在锅炉上水，汽包7内有O. 2 O. 5Mpa压力后，打开差压变送器6上的排污口。让汽包7内的水填满水侧取样管702，并从差压变送器6的排污口流出。关闭差压变送器6本体排污口。如果，差压变送器测到的差压ΛΡ以_ H2O为单位，则汽包7的水位H可按下列公式得到H=[ (r-r”)s- Λ P] / (r’ -r”)，其中，s为水侧取样口与汽侧取样口的高度差，r’和r ”是汽包压力的单值函数，可以通过补偿公式得到。综上，本实用新型将变送器移至与汽侧取样口平齐，并保证一定长度进行冷却，这与已知所有变送器的安装方式都不同，改动很小但效果很明显。具体为，本实用新型具有以下优点由于参比水柱不是依靠蒸汽凝结形成的，合理的选择第一水平段的长度可以使整个参比水柱的温度等于环境温度。因为没有平衡容器的影响，参比水柱没有温度梯度，也不存在虹吸现象，最大限度的减少测量误差和环境的影响。汽侧取样管与取样口平齐，只要有足够的长度冷却，就可消除所有的干扰因素。[0035]与目前最好的内置式平衡容器相比，能到达它的测量效果，但结构更简单，工作更可靠，改造更方便，而成本是已知所有方式中最低廉的。以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式
，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
权利要求1.一种差压式无平衡容器测量高温高压容器液位的装置，其特征在于，包括 水侧取样管，包括依次连接的第一水平段、竖直段和第二水平段，所述第一水平段用于和闻温闻压各器的下部连接； 汽侧取样管，用于和高温高压容器的上部连接； 差压变送器，连接于所述第二水平段和所述汽侧取样管，且所述第二水平段和所述汽侧取样管高度相同。
2.根据权利要求1所述的差压式无平衡容器测量高温高压容器液位的装置，其特征在于，所述汽侧取样管为Φ16Χ3的不锈钢取样管。
3.根据权利要求1所述的差压式无平衡容器测量高温高压容器液位的装置，其特征在于，所述差压变送器的位置与所述汽侧取样管平齐。
4.根据权利要求1所述的差压式无平衡容器测量高温高压容器液位的装置，其特征在于，所述汽侧取样管具有一个倾斜度以用于存水。
专利摘要本实用新型提供了一种差压式无平衡容器测量高温高压容器液位的装置，该装置包括水侧取样管，包括依次连接的第一水平段、竖直段和第二水平段，所述第一水平段用于和高温高压容器的下部连接；汽侧取样管，用于和高温高压容器的上部连接；差压变送器，连接于所述第二水平段和所述汽侧取样管，且所述第二水平段和所述汽侧取样管高度相同。本实用新型具有结构更简单、工作更可靠、更方便、成本更低廉的优点。
文档编号G01F23/14GK202885908SQ201220352360
公开日2013年4月17日 申请日期2012年7月20日 优先权日2012年7月20日
发明者胡昊 申请人:大唐湘潭发电有限责任公司
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
