熱式質量流量計的應用
發布時間：2023-02-06 10:26:06來源：www.jin-bei.net來源：..
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氣體流量作為核電站暖通系統的重要測量參數，其測量結果直接影響到整個系統的運行質量。目前國內核電站的暖通系統使用的氣體流量計以差壓式流量計為主。隨著工藝系統的發展，對流量測量的準確度和穩定性的要求越來越高，流量測量技術的發展也日新月異，各種新型流量計相繼問世。熱式氣體質量流量計是氣體質量流量測量領域逐漸興起的一種新型流量計。采用美國西屋公司開發的第三代壓水堆核電技術（AP1000）的三門核電站在國內的核電站中首次使用熱式質量流量計對氣體的質量流量進行測量。
AP1000需要測量氣體流量的系統主要有壓縮空氣和儀表空氣系統、主控室應急可居留系統、放射性廢氣系統、安全殼空氣過濾系統及各廠房的暖通系統。不同的系統的氣體流量、工況不一樣，對氣體流量計的要求也不一樣。傳統的差壓式流量計已經難以滿足AP1000對氣體流量測量的所有要求。
（1）小流量工況：比如AP1000的放射性廢氣處理系統的氣體流量較低，設計要求為0～2.55nm3/h，正常運行期間的氣體流量僅0.99nm3/h。差壓式流量計在這么小的流量工況下，其精度無法滿足要求。綜合上述各流量計的特點，三門核電站選用了金湖漢森爾自動化設備有限公司基于等比恒溫差法原理GSLZ系列熱式質量流量計對放射性廢氣處理系統、壓縮空氣和儀表空氣系統、主控室應急可居留系統的氣體流量參數進行測量。HSLZ系列熱式質量流量計的響應時間小于0.5s，對于氣體的測量精度可達讀數的±1%，滿量程的±0.02%，能夠很好地滿足設計求。
（2）精度要求高、響應時間要求不高的大流量工況：AP1000附屬輔助廠房非放射性通風系統的氣體流量設計要求為0～10831nm3/h，精度要求為±2%，但對響應時間要求不高。在這樣的大流量工況下，差壓式流量計的精度難以滿足要求，而恒溫差式的熱式質量流量計不適合如此大的流量測量，因此三門核電站選用了金湖漢森爾自動化設備有限公司基于恒功率原理的HSLZ系列熱式質量流量計。HSLZ系列恒功率熱式質量流量計可以用于大流量的高精度測量，其測量工作溫度范圍為-40℃～454℃，精度為±0.75%，hslz系列熱式質量流量計量程可以達到169901nm3/h，能滿足AP1000的安全殼再循環冷卻系統的大流量要求。由于熱式質量流量計的量程比可達100∶1，因此同一型號的熱式質量流量計還可以滿足多種型號的需要，比如AP1000附屬輔助廠房非放射性通風系統的氣體流量的設計要求有0～3398nm3/h，0～10831nm3/h，0～4757nm3/h，0～11681nm3/h四種量程，而HSLZ一款熱式質量流量計就能滿足這四種量程的要求。這就減少了備件的庫存，也便于今后的備件管理和設備維護。
（3）對于AP1000的核島保健物理和熱檢修車間、放射性控制區、廢物廠房等區域的暖通系統及安全殼空氣過濾系統，這些區域的特點是氣體流量適中，對精度的要求不高，響應時間要求較高，可能有放射劑量。根據這些特點，三門核電站選用了基于差壓式原理的均速皮托管對這些氣體流量參數進行測量。均速皮托管的使用壽命長，響應時間迅速，價格適中，能夠很好地滿足設計要求。
與傳統的差壓式流量計相比，熱式質量流量計在精度、量程比、壓損、安裝便利性等方面有顯著優勢。一塊熱式質量流量計能同時測量氣體質量流量、氣體溫度、壓力三種參數，簡化了系統的測量裝置，有利于系統的穩定經濟運行。但與差壓式流量計相比，熱式質量流量計的價格仍較為昂貴，這也影響了熱式質量流量計的大規模應用。但隨著流量測量技術的發展，相信熱式質量流量計的成本將下降，功能也將不斷改進，能夠適應更復雜的系統工況，也能為系統提供更為準確的測量結果。三門核電站作為國內首個選用熱式質量流量計的AP1000項目，其運行維護經驗也將為后續的核電項目的氣體流量測量儀表的選型提供很好的借鑒。
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