核電液位儀表的選型研究

徐勝峰+羅杰+許琳燕

【摘 要】隨著社會的發(fā)展，城市化建設進程的不斷加快，使得在社會的發(fā)展過程中，對電力的需求不斷的提高，同時，經濟的快速發(fā)展，促進了人們的生活水平不斷的提高，增加了人們對環(huán)境的要求，導致傳統(tǒng)的火力發(fā)電滿足不了當前階段社會發(fā)展的要求。在這種情況下，核電就起到了重要的作用，在核電站正常的運行過程中，液位儀表在其中占據(jù)了重要的地位，可以為核電設備的運行提供有效的參數(shù)，對核電設備的安全運行提供了保證。為了使液位儀表在核電站運行的過程中發(fā)揮出更大的作用，本文就對核電液位儀表的選型進行了研究，首先對液位儀表的工作原理進行了分析，然后闡述了液位儀表選型的原則，最后對選型時的注意事項進行了討論，以針對各種應用場景選擇出最合理的液位儀表，為核電的安全運行提供保障。

【關鍵詞】核電；液位儀表；選型

0 引言

隨著對科研事業(yè)的不斷重視，加強了科研事業(yè)上的投入，使得當前階段中科學技術得到了快速、穩(wěn)步的提升，在各個領域中，都加入了自動化技術，有效的促進了各個行業(yè)的發(fā)展。而在電力企業(yè)中，工作的內容往往非常的危險，尤其是核電站的工作危險程度更加的嚴重，儀表異常運行往往導致嚴重的后果，在這種情況下，液位儀表的應用就為電力設備的運行提供了有效的參數(shù)，但是，在不同核電站中，使用的設備往往具有一定的差異，在電力設備運行中使用的參數(shù)也有存在一定的不同，因此，加強對核電液位儀表的選型進行研究具有重要意義，使核電站中使用最合理的液位儀表。

1 液位儀表的工作原理分析

1.1 液位儀表變送器的測量原理

在液位儀表中，變送器起到了重要的的作用，其使用的原件較為敏感，將其深入到被測液體中，不同高度的液體就會傳遞出不同的信號，工作人員可以根據(jù)該信號對液體的高度進行調節(jié)，使液體在正常工作高度的范圍內。變送器在無液體的環(huán)境下，可以得到：mg=Cx0，當變送器在液體環(huán)境中時，液體的高度為：H=h+？駐x，根據(jù)物理學中的平衡公式可得，mg-Ahρg=C（x0-？駐x），根據(jù)上訴的三個公式就可以得到液體的高度，最終的公式為：H=■？駐x+？駐x，而變送器的移動距離對液體的影響較小，因此，就可以將這一部分增加的高度忽略不計，可以得到H=■？駐x，其中，ρ為液體的密度，g為重力加速度，A為變送器的表面積，C表示變送器中彈簧的剛度，？駐x為變送器的移動距離。根據(jù)該公式可以看出，液體的高度與位移量呈正相關關系[1]。

1.2 液位儀表開關的工作原理

在液位儀表中，除了變送器會起到重要的作用，液位開關在其中起到的作用同樣重要，其主要包括了四個部分，分別為內桿、吸引軸、開關磁貼和液面浮球，在工作的過程中，液面發(fā)生變化就會對內桿和吸引軸產生影響，當液面高度提高時，浮球就會跟隨著上升，導致內桿向上移動，拉近了吸引軸與開關磁鐵之間的距離，增加了兩者之間的排斥力度，根據(jù)不同的排斥力度，產生相應的電信號，對液體的高度進行監(jiān)測[2]。

2 液位儀表選型的原則

2.1 液位儀表變送器選型的原則

2.1.1 變送器的測量范圍

在系統(tǒng)設計上，不同的系統(tǒng)對儀表的進度要求不一，具體選型的結果使得測量的范圍具有一定的差異，因此，在對變送器進行選型時，首先就要對測量范圍進行考慮。在選型時，要保證變送器的最大值與最小值都能夠滿足測量的要求，最大值一般要稍微高于設備規(guī)定的最大值，最低值一般要稍微低于設備規(guī)定的最低值。

2.1.2 變送器的精度

在重要系統(tǒng)的液位監(jiān)視，比如壓力容器水位等，就要求測量的結果更加的精確，因此，在選擇變送器時，就要考慮到變送器的精度，選擇的變送器精度越高，測量的結果就精確，能夠更好地對設備的運行提供保證。但是，越精確的變送器，其內部結構就越復雜，對使用的環(huán)境要求越嚴格，而核電站中的環(huán)境有很多因素的影響，因此，在對精度進行選擇時，就要將所有的因素都要考慮進行去，使變送器能夠更好地進行使用。

2.1.3 變送器的安裝技術

為了對液位儀表的投入成本進行控制，就還需要對變送器的安裝技術進行考慮。在當前階段中，常用的安裝技術有兩種，一種是頂裝技術，另一種是帶外安裝技術，兩種安裝技術各有各的優(yōu)點，前者在安裝時，能夠考慮到安裝時的承壓等級，后者考慮到的是材料的使用、排污問題的處理等，根據(jù)實際的使用要求，選擇合理的安裝技術，從而確定出最適合的液位儀表變送器[3]。

2.2 液位開關的選型原則

2.2.1 液位開關開關點的位置

在使用液位開關時，其在不同的位置，會對內桿或吸引軸的移動造成不同的影響，因此，為了使其更好的運行，在對液位開關進行選擇時，首先就要考慮到也為開關的位置。在選型時，如果在工藝的基本要求中，附近有地坑液位時，選擇的開關點的就以用動作點距儀表的法蘭面距離來表示；而附近有旁路罐時，選擇的開關點就可以用動作點距離浮筒上升過程接口的距離來表示。根據(jù)選擇出開關點的不同，來選擇最合理的也為開關[4]。

2.2.2 液位開關的安裝技術

在當前階段中，常用的液位開關安裝技術有三種，分別為定頂裝安裝技術，帶外式安裝技術與側裝安裝技術，每種安裝技術的特點都具有一定的差異，其中前兩者的安裝特點與變送器基本一致，而側裝安裝技術在使用的過程中，就需要考慮到開關浮球的規(guī)格、內桿的長度等，根據(jù)不同的考慮目標，來選擇出合理的液位開關。

3 選型時的注意事項

在對液位儀表進行選型工作中，不僅僅只是需要注意到以上的幾點原則，同時還要注意到以下的幾點注意事項。首先要注意儀表是否具有密封件，液位儀表通常在液體中使用，如果液體侵入到儀表中，就會對儀表造成破壞，因此，在一般情況下，液位儀表中都會有相應的密封件；然后注意其內部的結構，由于液位儀表屬于電氣設備中的一種，常常會出現(xiàn)一些電力方面的故障，因此，為了增加其安全性能，就要保證其內部存在接地端。

4 總結

綜上所述，液位儀表在核電站的運行過程中具有重要的意義。選擇出合理的液位儀表不僅增加了核電站的安全性，而且還使得安裝簡便，易于控制，有效的節(jié)約了核電的生產成本，增加了核電企業(yè)的經濟效益。本文從變送器與液位開關的選擇兩個方面進行了研究，為核電站選擇合理的液位儀表提供了依據(jù)。

【參考文獻】

[1]劉祖全，王光毅，李碩.核電站AC廠房儀表選型及安裝問題分析[J].自動化與儀器儀表，2016，02（04）：65-67.

[2]李致遠.安全儀表系統(tǒng)在重大危險源存儲設施上的設計及應用[J].安徽化工，2015，11（04）：73-76+79.

[3]夏浩.M310核電機組影響蒸汽發(fā)生器液位測量通道的因素分析[J].自動化與儀器儀表，2014，09（09）：111-114.

[4]張麗芹，邱建文，于宏偉.核電特定場所中水位測量設備的選型分析與改進研究[J].科協(xié)論壇（下半月），2013，04（05）：37-38.

[責任編輯：李書培]