Устройство измерения уровня в барабан-сепараторе атомной электростанции

 

Изобретение относится к устройствам контроля кипящего канального ядерного реактора, в частности для измерения уровней теплоносителя в барабане-сепараторе . Целью изобретения является повьшение точности и чувствительности измерения уровня теплоносителя выше и ниже погружного дырчатого листа барабана-сепаратора. Устройство содержит вертикальные проточно-трубчатые формирователи контролируемого уровня, установленные в двух точках, определяемых из условий получения пара минимальной влажности В барабане-сепараторе. В стенках формирователей под погружным листом выполнены прорези для сепарационного слива В них теплоносителя с поверхности дырчатого листа. Устройство содержит дифманометры, минусовые полости которых соединены с основаниями формирователей уровня гидроудлинителями . Гидроудлинители установлены в жидкостной бобышке торца барабан-сепаратора и выведены за пределы бокса. Уравнительный сосуд соединен с торцом барабан-сепаратора паровой бобышкой . 1 ил. . Ф (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (191 (111 (11 4 С 21 С 17/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

1 всю" „:,„,„ ю

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ;,, ц

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4134930/24-25 (22) 16. 10. 86 (46) 23. 10.88. Бюл. Р 39 (75) Ю,А. Виноградов (53) 621. 039. 5 (088. 8) . (56) Преображенский В.П. Теплотехнические измерения и приборы. — М.:

Энер гия, 1978.

I (54) УСТРОЙСТВО ИЗМЕРЕНИЯ УРОВНЯ В

БАРАБАНЕ-СЕПАРАТОРЕ АТОМНОЙ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ (57) Изобретение относится к устройствам контроля кипящего канального ядерного реактора, в частности для измерения уровней теплоносителя в барабане-сепараторе. Целью изобретения является повышение точности и чувствительности измерения уровня теплоносителя выше и ниже погружного дырчатого листа барабана-сепаратора, - Устройство содержит вертикальные проточно-трубчатые формирователи контролируемого уровня, установленные в двух точках, определяемых из условий получения пара минимальной влажности в барабане-сепараторе. В стенках формирователей под погружным листом выполнены прорези для сепарационного слива в них теплоносителя с поверхности дырчатого листа. Устройство содержит дифманометры, мииусовые полости которых соединены с основания- ми формирователей уровня гидроудлинителями. Гидроудлинители установлены в жидкостной бобышке торца барабан-сепаратора и выведены за пределы бокса, Уравнительный сосуд соединен с торцом бара бан-с епарат ор а пар о вой бо бышкой. 1 ил.

143?615

Изобретение отн .ится к устройствам контроля кипяще. о ядерного реакта ра канального гисполн ния на больщую мощность, в конструкции которого дан»ае устр ойство гравитационно-гидр о5 статического принципа измеряет уровень теплоносителя в барабане-сепараторе (БС), Цель изобретения — повьппение точ- 10

;ности с чувствительностью измерения, ! уровня теплоносителя выше и ниже погруженного дырчатого листа барабана сепаратора (ПДЛ БС) и уменыпение ко—

1 ничества уравнительных сосудов до 50K на реакторный блок.

На чертеже изображено устройство измерения уровня в БС атомной элект-! и ос та н1(ии . 20

На ПДЛ 1 по его длине в проектных

,гочках измерения вертикально -уста говлены проточно-трубчатые формирователи 2, трубчатая поверхность котоОых над ПДЛ оборудована узкими про- 25 резями 3, а исключение захвата пара теплоносителя, текущим по трубе фор-! мирователя, осуществляет известная крестообразная конструкция 4. Весовой столб теплоносителя в формирователе, Определяя контролируемый уровень, передает сигнал по горизонтальным гидростатическим удлинителям 5, размещенным концентрически в жидкостной бобышке б торца БС, и на ее уровне выводится за пределы бокса. Трехкамерный уравнительный сосуд 7 компенсации установлен на опорном швеллере 8 зтого торца. Корпус сосуда сварен с паровой бобылкой 9 при сое- 10 динении верхней части его трубкой 10, с паровой перемычкой.11 между соседними БС, где установлен коцценсатор

l2, из которого конденсат стекает на подпитку камер постоянного заполнения 45 уравнительного сосуда, а излишек удаляется через камеру переменного уровня в жидкостную перемычку 13 между соседними БС. Причем отводы 14 от чашек постоянного заполнения разнесены иа неизменный перепад компенсации Н, на уровне гидростатических удлинителей выводятся за пределы бокса в общей с ним связке, пбдвеска 15 к швеллеру торца БС служит для повторения ими тепловых перемещений его и сохранения неизменным перепада измерения

Н. Гидростатические удлинители фор" мирователей и отводы чашек сосуда с помощью импульсных линий палключены к трем дифманометрам 16 измерителей.

Условия компенсации погрешностей:

ЬР— перепад дифманометрав формирователей, мм вод.ст.; Р— перепад дифманаметра компен*к сации, мм вод.ст.;

Ь вЂ” текущее положение уровня в диапазоне (+400)+0+(-1200), мм вод,ст, Н вЂ” диапазон измерения уровня, 1600 мм;

H — диапазон компенсации уровня, 400 мм;

) — удельный вес жидкого теплоносителя кг/м ; ,я (— удельный вес его пара, кг/мэ; где ар=(- )/10З ° (Н вЂ” h) мм вод,ст,, перепад компенсации

ЬР =Н„(-) )/10З мм вод.ст., в блоке деления Р (Н h).(У Рп) /10з Р Н . (g У1 ) /10з Ð где h = Н вЂ” — — Н мм вод. ст. р k к

° ° э выводится на указатели, имеющие шкалу (+400}+О+(-1200) мм вод.ст. Указанные зависимости действительны при идентичности технологических параметров БС и уравнительного сосуда компенсации, что создает их непосредственная связь и режим избьггочной конденсации в сосуде с удалением неконденсирующихся газов в паровую перемычку соседних БС, и отношение перепадов как измеряемых величин на вторичных указателях опредепяют контролируемый уровень

<Р

h = Н вЂ” ---.Н мм вад.ст ð К

Все составляющие величины зависимости не зависят от режима работы реактора и его нагрузки, что обеспечивает повьппение точности с чувствительностью при простоте расчетов поверочных перепадов дифманометрав и точек шкалы указателей.

Устройство компонуется на четырех

БС реактора, на которых устанавливается по два комплекта уровнемеров для измерения каждым в двух проектных точках по длине ПДЛ (па его краевым

1432615 точкам или средней и краевой) при обеспечении контроля в любой его точке измерений номинального уровня над

ПДЛ или ниже последнего, отражающего запас теплоносителя в БС °

Проточно-трубчатый формиронатель длиной рабочего диапазона измерения изготовлен из трубы, в которой от места ее приварки к ПДЛ вверх от его плосткости по окружности с шагом 56 мм дисковой фрезой выполнены узкие прорези шириной 2-3 мм на высоту

300-350 мм, причем наружные кромки их скруглены, чем обеспечено превышение их сечения на высоте минимума номинального уровня сечения формирователя и несколько раз. При вертикальной установке формирователей в проектных точках ПДЛ, обеспечивающий встречу их перфорированной поверхностью интенсинного динамического напора движения слоя теплоносителя по поверхности ПДЛ, усиливаемого повьппением нагрузки, напором КИПП и 25 вторичной циркуляцией пара на его поверхность, ударно гасится скорость эт or о движения, чт о способствует в слоях теплоносителя, проходящего в узкие прорези формирователя за счет разности удельного веса теплоносителя и пара, удалению пузырьков последнего, сепарируя теплоноситель.

Данному принципу сепарации теплоносителя способствует снижение скорости его движения по внутреннему проходу формирователя, что достигается частичным сужением этого прохода за счет размещения в них участков гидроудлинителей. При сужении прохода формирователей, кроме замедле40 ния скорости движения теплоносителя, частично перемещается по высоте весь столб контролируемого уровня независимо от нагрузки реактора и дина- 45 мики теплоносителя в БС, что открывает возможности совершенствования конструкций устройства уровнемера.

Работа уроннемера в БС обеспечивается движением парожидкостного слоя

50 теплоносителя по поверхности ПДЛ 1, меняющего неопределенности своего паронасьпцения с набуханием при увеличении нагрузки реактора. Узкие прорези 3 н стенках формирователей 2 выше ПДЛ, воспринимая возрастающий с на

55 грузкой реактора напор движения зуого парожидкостного слоя, пропускают вих внутреннюю полость жидкий теплоноситель, сепарируя его паровую фазу, чем создают н последних весовой контролируемый уровень, освобождаемый от паронасыщения, с уменьшенной скоростью движения ввиду сужения сечения формирователя 2 трубкой горизонтального гидроусилителя 5, чем улучшается сепарация теплоносителя, а установка в них известных крестообразных конструкций 4 исключает захнат пара стекающим по ним теплоносителем.

Сигнал веса уровней теплоносителей 2 по гидроудлинителям 5 с импульсными линиями сравнивается в двух дифманометрах 16 измерительного комплекта с сигналом веса уровня нижней камеры уравнительного сосуда 7 компенсации, определяющего диапазон контроля измерения уровня и установленного на опоре швеллера 8 торца БС, к которому подвеской 15 подвешены гидростатические удлинители формирователей 2 и камер постоянного заполнения уравнительного сосуда перед выходом их иэ теплоизолированного бокса, поэтому повторяющие теплорасширительные перемещения торца этого БС. Давление в уравнительном сосуде 7 идентично давлению БС за счет приварки к паровой бобышке 9 его торца, а температура теплоносителя камер этого сосуда, разнесенных на неизменный перепад, соответствует теплоносителю БС от обильной конденсации пара на их поверхностях и в конденсаторе 12 с поддержанием неизменности их заполнения.

Неизменный перепад по отводам 14 и импульсным линиям контролируется трет ьим дифманометр ом 16 и э мерит ель ног о комплекта, а его электросигнал в блоке давления "А-35" системы "Каскад-2" компенсирует электросигналы двух диф" манометров с выдачей ими на указатели реального положения уровня в БС.

В процессе измерения сравниваются весовые столбы с идентичными параметрами теплоносителя, и даже резкий сброс нагрузки реактора, вызывающий

1 вскипание теплоносителя как в формирователях, так и н камерах уравнительного сосуда, нарушений в работу и точность измерения не вносят. Охлаж-" дение теплоносителя н уравнительном сосуде, установленном в горячем боксе, отсутствует, чем исключается температурная погрешность измерения. Отсутствие контура резонирующего колебания в измерительной схеме уровня

5 14326 снимает причины и возможности колебаний измеряемого ур овня и не приводит к раскачке технологического процесса питания реактора.

При использовании устроиства измере,5 ния уровня в БС реактора атомной эле- ктростанции повышается надежность работы реакторного блока.

ll0

Фор мул а и з о бр eт ения

Устройство измерения уровня в барабане-сепараторе атомной электростанции, включающее трехкамерный уравнительный сосуд, во внутренних полостях которого расположены две горя чие камеры постоянного заполнения, . разнесенные по высоте на неизменный ! перепад, и горизонтальные гидроу;.пи1

O нители импульсных линий дифманометри

1 ческих указателей, размещенное в те плоизолированном боксе и деблирован.! ное шестнадцатью уравнительныж со судами на четырех барабанах-сепарато- 2я рах реакторного блока, о т л и ч а— ,,ю m е е с я тем, что, с целью повы, шения точности с чувствительностью

: измерения уровня теплоносителя выше и ниже погруженного дырчатого листа ЗО

: барабана-сепаратора и уменьшения количества уравнительных сосудов до 50 на реакторный блок, в двух точках контроля, определяемых из условия получения пара минимальной влажности в

35 барабане-сепараторе, по его длине ус15 6 тановлены вертикальные проточно-трубчатые формирователи контролируемого уровня, в стенках которых над погруженным листом выполнены прорези для сепарационного слива в них теплоносителя с поверхности последнего, а основания формирователей соединены е гидроудлинителямн импульсных линий с минусовыми полостями двух дифманометров, причем гидроудлинители установлены концентрически в жидкостной бобышке торца барабана-сепаратора, и на ее уровне минуя трехкамерный уравнительный сосуд компенсации выведены за пределы бокс, причем уравнительный сосуд соединен с торцом барабана-сепаратора паровой бобышкой и имеет в верхнеи части сдувку в паровую перемычку соседних барабанов-сепараторов, на которой размещен конденсатор, соединенный с водяной перемычкой барабанов-сепараторов, соединенной с нижней частью уравнительнбго сосуда, горячие камеры которого соединены с дифманометрами гидроотводами, положенными с гидроудлинителями формирователей, где нижняя камера, определяющая диапазон контроля, подключена к плюсовым полостям обоих дифманометров формирователей и к минусовой полости третьего дифманометра, плюсовая полость которого подключена к верхней камере уравнительного сосуда, ограничивающей неизменный перепад.

Составитель А. Цыганов

Техред Л. Сердюкова Корректор N.Ìàêñèìêøèíåö

Редактор В. Петраш

Заказ 5451/46

Тираж 395 Подписное

ВНИИПИ Государственного. комитета СССР по делам изобретений и открытий

1)3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие,, г. Ужгород, ул. Проектная, 4