双容器三纵列电极水位测量筒制造技术

本发明专利技术涉及工业、电站锅炉汽包远传水位测量用的电极型水位计用的一种改进的水位测量筒－双容器三纵列电极水位测量筒。可用于与电极型水位计配套使用，测量汽水两相压力容器的理论重度水位，尤其适用于测量锅炉汽包理论重度水位，其优点是消除室温散热影响，消除“０”位漂移，消除汽侧电极挂水导致假水位，又能提高电极测量精度，适应锅炉变参数和全工况运行。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是专利技术专利申请号，申请日91年1月30日，专利技术专利申请名称组合式汽包水位取样装置的分案申请。本专利技术涉及工业、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。本专利技术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专利技术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，本专利技术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。采取上述措施后本专利技术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。2)当遇汽压中小幅度骤降，由于贮有过冷度冷凝水的付宽容器2横截面积数十倍于基准管5的横截面积，零位基准管5中的饱和水柱自沸腾汽化损失的水柱得到付宽容器2降低一个微量高度乘其横截面积的水量补充，平衡后的零位基准管5中的水面比恒位面也低一个近似付宽容器2降低一个微量水位高度，经一个过程冷凝水自补充后恢复恒位。举例说明，假定零位基准管失水高度为(Ho)＝335mm，又假定付宽容器2横截面积是零位基准管横截面积100倍，基准管侧失水量为Ho×1，付宽容器2补水量为X×100，即Ho×1＝X×100，335×1＝X×100，X＝3.35MM，说明零位基准管失水补充后暂态失恒高度约为3.35MM，测量误差很小。3)当遇汽压大幅度骤降，此刻同时出现三种现象，即零位基准水位严重失水，假定失水高度为(3Ho)；汽包水位急速上升至高水位，这是由锅炉内大量液相汽化汽包水位抬高所致；内筒体4水位随汽包水位急升至高水位。当水位升至虹吸管3顶端高度时，虹吸管3内有从内筒体4中引来的水流至付宽容器2，使零位基准管5失水得到上述两种保护补水的同时又得到虹吸管3从内筒体4调水补充，当汽包水位下降，水位低于虹吸管3顶端直至虹吸管3在内筒体4连接口上端仍在补水，此现象称为虹吸，虹吸过程中汽连络管8起均压作用。当水位低于此连接口时补水停止。由于虹吸管3内径比水侧连通管伐16小多倍，虹吸调水不影响内筒体4中水位应升到的高度，虹吸管3补水及时、可靠，又有延迟补水功能而不过度，举例说明，假定基准可能失水高度3Ho(3×335mm≈1000mm)，经1)、2)项保护恒位，产生的误差，参照上例基准失恒高度约有10mm。汽压大幅度骤降相对汽包水位急升是一个长过程，气压大幅度骤降的早期，汽包水位就会急升，因而，由于虹吸管3虹吸调水，出现在基准失水1H。或还早一些时，已经实施，直至汽压骤降停止，因此基准失恒仅限在个位数毫米级，基准恒位可靠。本专利技术电极测量筒部分解决方案如下如上所述内筒体4中水柱为饱和水与汽包内饱和水成等位平衡，因而伸入内筒体4中的电极18，根据汽水导电率不同，测得汽包水位，表明消除室温散热误差，又不存在“0”位漂移误差。由于内筒体4为非承压薄壁管，其温度与饱和汽等温，不会引成凝水条件，因而可消除汽侧电极挂水导致假水位。本专利技术为提高双容器电极水位测量精度，对内筒体4进行改进，将内筒体4制成一种横断面呈曲多边形的带底变形管，(横断面形状如附图2所示)，或者是一种由三根管并列布置，横断面呈“品”字状曲多边形(如附图3所示)底上局部连通(横断面形状如附图2所示)的组合状筒体。该筒体下侧部与汽包水侧相通，曲多边形三边紧贴主测量筒1内壁，是为了便于三纵列伸入电极孔位圆周二者紧贴部位焊接，纵列两电极间加焊接层宽度允许距离为45mm，三纵列交错状电极间最小距离则可以达45mm×1/3＝15mm。因而可实现在双容器上三纵列布置测量电极，所以提高了电极测量精度。采取上述措施后，本专利技术可以有四种用途任选其一均不影响准确度，可靠性，其四种用途是电极型水位计，差压型水位计联合使用；纯电极型水位计；纯差压型水位计；电极报警保护、差压型水位计联合使用。本专利技术的优点是电极差压两套测量原理本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双容器三纵列电极水位测量筒，包括主测量筒（１）、内筒体（４）、测量电极（１８）其特征在于：内筒体（４）横断面呈曲多边形且与主测量筒（１）的内壁呈三纵列接触，在接触部位有三纵列测量电极（１８），经电极座（１７）伸入其内。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：成文章，
申请(专利权)人：成文章，
类型：发明
国别省市：45[中国|广西]