[发明专利]双容器三纵列电极水位测量筒

说明书

本发明是发明专利申请号[91100647、8]，申请日91年1月30日，发明专利申请名称：组合式汽包水位取样装置的分案申请。

本发明涉及工业、电站锅炉汽包远传水位测量用的电极型水位计，差压型水位计共用的一种改进的水位取样装置——组合式汽包水位取样装置。它适用于汽水两相压力容器水位测量，尤其适用于锅炉汽包水位测量。

现有国内工业、电站锅炉汽包水位测量用的水位取样装置型式有：电极水位计单容器测量筒，差压型水位计各类高位基准参比平衡容器等。上述测量筒和平衡容器的共同缺陷是：存在室温散热引起的水柱密度误差；差压型高位基准参比类平衡容器还存在锅炉参数变化引进水位指示表“0”位飘移误差；高位基准带饱和段平衡容器还存在遇汽压骤降饱和段自沸腾汽化失水造成水位指示表暂态失准误差。国外一种名为(hYDRASTEP7)型双容器双纵列12个均布电极测量筒，虽无上述缺陷，但存在电极测量内筒结构不合理，双纵列电极布置方式难于在水位变动频繁的正常的“0”水位附近密集布置电极，直接影响汽包正常“0”水位附近测量精度。以上所述各类水位计的测量筒和平衡容器一般只适宜单独布置在汽包不同位置的水位取样孔上，由于锅炉在运行工况下汽包水位沿轴向各部位或横断面不同测水位是不一致的，加上测量原理不同的各类水位计的测量筒和平衡容器误差规律不同，因此现有锅炉汽包多台水位计难于得到有两套能显示相同的且接近汽包真实水位的可靠水位计，运行人员难于判断汽包低水位计的误差或失准状态，这给锅炉运行人员判别和监控汽包水位带来盲目和困难，它会导致蒸汽品质恶化，热循环效率降低，甚至会危及汽轮机、锅炉主设备的安全。

本发明的任务是为锅炉汽包远传水位测量用的测量原理不同的电极型水位计、差压型水位计提供一种共用的几乎不存在室温散热引起的水柱密度误差，不存在零位飘移误差，不存在仪表失准误差的组合式汽包水位取样装置：

本发明的平衡容器部分解决方案如下：主测量筒内充满从汽连通管15导入的汽包饱和汽，冷凝水汽由泄水管20引至下降管19，与汽包液向空间成水连通状的内筒体4中的水柱被连续加热可视为饱和水，它与汽包内理论重度饱和水位成静力学重量等位平衡状态，位于主测量筒1内的零位基准管5中水柱也被加热成饱和状态，先假定它是维持恒位状态，则它与内筒体4中变化着的理论重度水位比较，其输出差压和水位转换关系式有：

△P＝(H-Ho)(Yw-Ys)……(-)

△P——输出差压

Ho——水侧取样管中心至“0”水位高度

H——饱和状态下汽包内理论重度水位

Yw——饱和水重度(不含汽泡)

Ys——饱和汽容重

1、式中末出现受室温影响的变量(Ya)表明差压△P不受室温影响。

2、当H＞Ho时，△P为正值，H＜Ho时△P为负值，当H＝Ho时△P＝0，这与我们的习惯称呼的汽包水位正、负、零水位一致且表明汽压变化，在“0”水位时指示表“0”位不飘移。

3、当H为定值，则△P＝f(Yw-Ys)，表明汽压变化只引起水位表幅值变化，差压(△P)经汽压补偿获得水位值(H-Ho)。

为此，本发明采取的措施是由一个基准管恒位有多种保护平衡容器和一个内筒体横断面呈曲多边形的双容器三纵列电极水位测量筒组合而成，在基准管恒位有多种保护平衡容器中，主测量筒1旁并列有其横截面积比零位基准管5的横截面积大数十倍的付宽容器2，付宽容器2的底部与零位基准管5相通，顶部用虹吸管3连通到内筒体4中上部；在内筒体横断面呈多边形的双容器三纵列电极水位测量筒中，曲多边形的内筒体4与主测量筒1的内壁是三纵列接触，在接触部位有三纵列测量电极18，经电极座17伸入其内，与付宽容器2底部相通的零位基准管5是一等径管。

采取上述措施后本发明平衡容器基准管恒位有三套自动保护，其保护原理简述如下：

1)正常工况下汽连络管8、虹吸管3不断将主测量筒1内饱和汽导入付宽容器2，付宽容器2有圆周，上、下部较大的室温冷却面积，饱和汽在其中连续冷凝，付宽容器2中有过冷度冷凝水与基准管5中饱和水成不等位重量自由平衡状态，冷凝水通过反虹方式经基准水头输出管7不断补充零位基准管5，零位基准管5上部口自溢维持恒位。