Канальный кипящий графитовый реактор Реакторы водо-водяного типа Реакторы на быстрых нейтронах Физика ядерного реактора Авария на ЧАЭС Повышение безопасности АЭС Системы контроля на атомной станции Авария на ЧАЭС

Приборы измерения расхода жидкостей и газов

Общие сведения об измерении расхода.

После того, как мы разобрали две темы о приборах измерения температуры, давления и разрежения, приступим к следующим видам приборов - это приборы измерения расхода жидкостей и газов.

Расходом называется количество вещества, проходящего в единицу времени через сечение данного технологического участка, канала.

Различают объемный расход, например л/с, м3/г и т.п.; и массовый расход, например кг/мин, г/с и т.п. Средства измерения расхода вещества называются расходомерами или преобразователи расхода, если они не имеют шкалы. Кроме расходомеров широко используются счетчики количества вещества, служащие для измерения количества вещества, прошедшего через счетчик за какой-либо промежуток времени.

Некоторые приборы обеспечивают одновременное измерение расхода и количества, они называются расходомерами со счетчиком.

Самое широкое распространение среди средств измерения расхода получили расходомеры переменного перепада давления, которые используют зависимость перепада давления на сужающем устройстве, установленном в трубопроводе от расхода.

Расходомеры переменного перепада давления применяются для измерения средних и больших расходов - от 1м3/2 и более в трубопроводах от 50мм (в отдельных случаях от 12 мм и более).

В химии часто применяются ротаметры, являющиеся наиболее распространенной разновидностью расходомеров постоянного перепада давления (рис. 16) и деференциально-трансформаторные ротаметры электрические типа РЭ (рис. 17). Ротаметры могут измерять очень малые расходы различных сред, в том числе агрессивных.

Выпускаются электромагнитные расходомеры, основанные на зависимости ЭДС, возникающей при движении электропроводящей жидкости в магнитном поле, от расхода этой жидкости. Они принимаются для измерения расхода электропроводящих сред в трубопроводах диаметром 2-3600 мм.

Рис. 16 Индикатор расхода (ротаметр) стеклянный типа РС-3А.


Рис. 17.  Схема ротаметра типа РЭ.

Для трубопроводов больших размеров выпускаются зондовые электромагнитные преобразователи, измеряющие скорость в одной или нескольких точках сечения, по которым определяется расход.

Тахометрические расходомеры и счетчики количества используют зависимость частоты вращения тела (установленного в трубопроводе) от скорости давления среды или ее объема. Это наиболее точный метод измерения, который получил очень широкое распространение за рубежом для коммерческих расчетов. Погрешность таких расходомеров может быть не более 0,25 % для жидкостей и 0,5% для газов. Однако почти все они имеют ограниченный срок службы. Исключение составляют шаровые расходомеры с гидродинамическим подвесом, но конструкция их разбора не обеспечивает высокой точности измерения. Остальные типы расходомеров имеют ограниченное применение.

Расходомеры с сужающим устройством (рис. 18 а, б, в).

Различают расходомеры со стандартными и специальными сужающими устройствами. Принципиальным преимуществом их является возможность определить градуированную характеристику расчетным путем. Для стандартных и специальных сужающих устройств должны быть соблюдены следующие условия измерения:

- движение потока до и после сужающего устройства должно быть стандартным;

- измеряемая cреда должна заполнять все поперечное сечение трубопровода до и после сужающего устройства;

- во внутренней полости прямых участков трубопровода до и после сужающего устройства не должны скапливаться осадки в виде пыли, песка, металлических предметов и других загрязнений;

- на поверхности сужающего устройства не должен образовываться отложения, изменяющие его геометрию или конструктивные ритмы.

Кроме того, для стандартных сужающих устройств поток должен быть турбулентным, и при прохождении через сужающее устройство среда не должна менять своего фазового состояния (жидкость не должна испаряться хотя бы частично, надо конденсироваться).

В настоящее время в комплект для измерения расхода применяемый на ОП ЗАЭС (рис.19, 20, 21, 22), входит:

1- сужающее устройство;

3 - соединительных импульсных линий с соответствующими вентилями;

5 – дифференциально - трансформаторного датчика типа ДМ или преобразователей давления типа ДМ7-МИ; ДСЭ-МИ (с компенсацией магнитных потоков) и Caпфир 22ДИ (изменение электрического сопротивления).

Специальные сужающие устройства изготавливаются в соответствие требованиями РД50-411-83. Методические указания. Расход жидкостей и газов. Методика выполнения измерений с помощью специальных сужающих устройств. Специальные сужающие устройства применяются на трубопроводах диаметром меньше 50 мм и при малых числах Рейнольдса (Re), что позволяет использовать их и для вязких жидкостей.

Рис. 18 Сужающее устройство и принцип действия расходомера с переменным перепадом давления.


Рис. 19. Схема трубных соединений сужающего устройства с дифманометром для измерения расхода пара.


Рис. 20. Схема трубных соединений сужающего устройства с дифманометром для измерения расхода пара.

Рис. 21. Схема трубных соединений сужающего устройства с дифманометром для измерения расхода неагрессивной жидкости.

Рис. 22. Схема трубных соединений сужающего устройства с дифманометром для измерения расхода агрессивной или вязкой жидкости.

6.3. Разработка структуры и состава комплекта процедур восстановления КФБ

Процедуры восстановления являются симптомно-ориентированными и не зависящими от конкретных сценариев развития аварий. В случае аварии они предоставляют указания по диагностике состояния энергоблока и восстановлению управляемого безопасного состояния, под которым понимается состояние, в котором весь определенный набор критических функций безопасности имеет численные значения, отвечающие критерию "КФБ удовлетворяется".
Структура комплекта процедур восстановления КФБ определяется в первую очередь составом критических функций безопасности, нарушения которых приводят к необходимости восстановительных действий. Возможны различные варианты наборов критических функций безопасности. В то же время набор КФБ в подходе фирмы Вестингхауз близок к оптимальному. Этот набор может быть взят за основу при разработке процедур восстановления КФБ для АЭС-2006.
В набор критических функций безопасности, используемых в подходе фирмы Вестингхауз, входят следующие функции:
"Подкритичность",
"Охлаждение зоны",
"Теплоотвод",
"Целостность",
"Гермооболочка",
"Запас теплоносителя".
Опыт разработки процедур восстановления КФБ для энергоблоках Балаковской АЭС показал, что может быть введена также КФБ "Оборудование", которая выполняет ряд функций, аналогичных критическим функциям безопасности фирмы Сименс.
Для каждой критической функции безопасности рассматривается так называемое дерево состояний КФБ. Состояния критических функций безопасности классифицируются по степени отклонения КФБ от нормального состояния следующим образом: экстремальное нарушение КФБ, тяжелое нарушение КФБ, невыполнение КФБ, выполнение КФБ.
Для каждого дерева состояний КФБ следует выделить основные симптомы, возникновение которых свидетельствует о определенном типе нарушения КФБ и должно приводить к входу в одну из процедур восстановления КФБ.
Окончательный набор процедур восстановления КФБ, соответствующих другим нарушениям КФБ, зависит от состава систем безопасности и оборудования в конкретных проектах АЭС с ВВЭР и должен быть установлен на основе результатов ВАБ 1-го уровня и результатов теплогидравлического анализа запроектных аварий для конкретных энергоблоков.


На главную