[发明专利]汽水二相流体流量及蒸汽干度实时测量装置及其测量方法

权利要求书

1.一种汽水二相流体流量及蒸汽干度实时测量装置，包括连接在工艺管道之间的测量管段、与测量管段相连接的测量器件，与测量器件连接的信号转换器件，接收各信号转换器件发送的信号并对其分析、计算的工控机信号处理系统，与工控机信号处理系统的输出端相连接的显示器，其特征在于：所述测量管段由4个相同的90°弯管在同一个铅垂平面内依次连接组成，分别为第一弯管、第二弯管、第三弯管和第四弯管，所述第二弯管与第三弯管组成向下凹的180°弯管，所述第一弯管向左上45°凹并作为入口与第二弯管连接，所述第四弯管向右上45°凹与第三弯管连接作为出口；

所述测量器件由分别连接在第一、二、三弯管上的第一差压变送器、第三差压变送器、第二差压变送器，与第二弯管连接的恒高容器，与恒高容器的底部引压管连接的压力变送器，分别设于恒高容器和其底部引压管金属壁面上的第一测温元件、第二测温元件，以及温度变送器组成。

2.根据权利要求书1所述的汽水二相流体流量及蒸汽干度实时测量装置，其特征在于：所述第二弯管上部背对管内工质流向的凸侧壁面开设第一取压孔并利用引压管连接恒高容器，所述第二弯管下部背对管内工质流向的凸侧壁面开设第二取压孔并通过冷凝盘管、引压管与第三差压变送器的负压室连接，所述第三差压变送器的正压室与恒高容器底部的引压管相连接。

3.根据权利要求书1所述的汽水二相流体流量及蒸汽干度实时测量装置，其特征在于：所述第一弯管的外缘及内缘相对应处分别开设第一正压取压口和第一负压取压口，所述第一正压取压口连接第一冷凝罐后通过引压管与第一差压变送器的正压室连接，所述第一负压取压口连接第二冷凝罐后通过引压管与第一差压变送器的负压室连接。

4.根据权利要求书1所述的汽水二相流体流量及蒸汽干度实时测量装置，其特征在于：所述第三弯管的外缘及内缘相对应处分别开设第二正压取压口和第二负压取压口，所述第二正压取压口连接第三冷凝罐后通过引压管与第二差压变送器的正压室连接，所述第二负压取压口连接第四冷凝罐后通过引压管与第二差压变送器的负压室连接。

5.根据权利要求书1所述的汽水二相流体流量及蒸汽干度实时测量装置，其特征在于：所述信号转换器件由分别与第一、二、三差压变送器和压力变送器输出端相连接的电流/电压转换器，将温度变送器和电流/电压转换器的转换信号发送给工控机信号处理系统的模数转换器组成。

6.根据权利要求书3所述的汽水二相流体流量及蒸汽干度实时测量装置，其特征在于：所述第一正、负取压口分别设于所述第一弯管所在铅垂平面沿左上--右下方向与水平面逆时针成135°角的外缘及内缘位置。

7.根据权利要求书4所述的汽水二相流体流量及蒸汽干度实时测量装置，其特征在于：所述第二正、负压取压口设于所述第三弯管所在铅垂平面沿右上—左下方向与水平面逆时针成45°角的外缘及内缘位置。

8.一种如权利要求1所述的汽水二相流体流量及蒸汽干度实时测量装置的测量方法，其测量步骤如下：

第一步，组成测量管段的第一和第三弯管分别作为弯管流量计的差压式流量传感器，流体流经该传感器时流动截面不发生改变，将管内工质的流速转换为差压，第一和第三弯管输出差压分别由第一差压变送器和第二差压变送器测出，上述二差压的算数平均值表征测量管段内汽水二相流体平均流速；

第二步，与作为入口的第一弯管相连的第二弯管背对工质流向的凸侧上部、下部分别开设第一取压孔和第二取压孔，第一取压孔由引压管将工质通过恒高容器接到第三差压变送器的正压室，第二取压孔由引压管将工质通过冷凝盘管接到第三差压变送器的负压室，第一、第二测温元件及温度变送器测得恒高容器中和其底部引压管中的冷凝水温度，压力变送器测得工艺管道内的工质压力，由此得到恒高容器及其底部引压管内冷凝水密度，恒高容器的高度为恒定值，从而确定恒高容器输出静压，第三差压变送器测出了恒高容器中冷凝水柱形成的静压与第二弯管高程上汽水二相流体形成的静压之差，在测出汽水二相工质平均流速的前提下，由该差压求得测量管段内流体的视在密度；

第三步，求得管内流体的体积干度及汽水二相流体质量流量，体积干度经化验干度标定，可以实时指示不同负荷下注汽锅炉出口工质质量干度，从而实现了对注汽锅炉出口的饱和汽饱和水二相流体蒸汽干度及质量流量的实时测量。