两相流量计制造技术

一种组件，其具有传递具有气相和液相的可流动物质的导管以及包括上游端和下游端的锥形位移构件。第一流量测量分接头与上游端处的区域连通，第二流量测量分接头与下游端处的区域连通，而第三流量测量分接头与位移件下游的区域连通。一装置基于取自第一、第二和第三流量测量分接头中任意两个的流量测量来确定第一压差值，并基于在一个不同的分接头处取得的流量测量来确定第二压差值。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及流体流量装置，具体涉及流体流量计。背景流量计是用来在许多实验和工业应用中测量液体或气体或液体和气体的混合流 的线性、非线性、质量或体积流量的仪器。单相流量计测量流过诸如管道之类的导管的气体或液体的流量。一种这样的流量 计是压差流量计或DP流量计。DP流量计将一些堵塞件引入管道流体并测量在堵塞件附近的两点之间的流体压 力变化。堵塞件经常被称为“基本部件”，其要么是形成在导管中的收窄部分或者是插入导 管中的某一结构。基本部件可例如为文氏窄管、节流孔板、楔、喷嘴或锥形件。还存在由不 同压差流量计制造商使用的其它基本部件设计，但根本上说所有这些设计都根据同一物理 原理运作。一些应用利用两相流，其中单种流体以两个不同的相(即气体和液体)存在，例如 蒸汽和水。术语“两相流”也适用于具有不同相的不同流体的混合物，例如空气和水或石油 和天然气。例如，两相流体应用于大规模电力系统。煤和天然气发电厂使用非常大的锅炉产 生用于涡轮机的蒸汽。在这些情形下，受压的水流过加热管道并在流过管道时转变为蒸汽。 锅炉设计要求对明显不同于单相情形的两相流体传热和压降特性的详尽理解。又如，核反 应堆使用水利用两相流体从反应堆芯移走热量。由于在这种应用中对流体流的了解是关键 的，因此已对这些情形下的两相流体的本质进行了大量的研究，以使工程师能克服管道工 程中可能存在的失效、失压和其它故障而进行设计。因此，研发出两相流量计系统以解决在两相流应用中测量两个相的需要。一类系 统使用串联的两个流量计测量两相流量，例如在导管中串联的两个DP流量计。总思路是对于单相流，两个流量计读取处于每个流量计的不确定量内的正确气 体质量流量。对于湿润气流，气体中的液体含量在每个流量计气体流量预测中引入误差。在 串联湿气流量计系统中的单相气体流量计依赖于这两个串联的气体流量计对湿气流具有 显著不同的反应，即不同的气体流量误差。然后，通过适当的数学分析，将这两个流量计的 存在误差的气体流量读数进行比较，从而可推导产生这两个结果的气体和液体流量的唯一 组合。尽管不同相的流体流可通过串联系统中的两个流量计予以测量，然而这些系统比 单个流量计更重、更长且更昂贵。因此，需要能准确地测量经过导管的双相流体的各个相的流量的单个流量计。5概述本专利技术提供一种用于使用具有锥形DP流量计的单个流量计确定流过诸如管道之 类的导管的两相流体的气相流量和液相流量的装置和方法。在一个实施例中，提供了 一种两相流体流量计组件，该组件包括沿给定方向通过 其中传送具有气相和液相的可流动物质的导管，其中该导管具有带内表面的外壁。该流量 计包括锥形的流体流位移构件，该位移构件包括相对流体流动方向的上游端和下游端，其 中该位移构件的尺寸比导管更小并具有坡壁，该坡壁在位移件上形成外周来使物质转向流 过由位移构件的外周和导管的内表面限定的区域。第一流量测量分接头延伸通过导管壁并与位移构件上游的区域连通。第二流量测 量分接头延伸通过导管壁并流过该位移构件，并与位移构件下游端处的区域连通。第三流 量测量分接头延伸通过导管壁并与位移构件下游的区域连通。流量计包括一装置，该装置 基于取自第一流量测量分接头、第二流量测量分接头和第三流量测量分接头中的任意两个 的流量测量确定第一压差值，基于取自第一流量测量分接头、第二流量测量分接头和第三 流量测量分接头中不同两个的流量测量确定第二压差值，以及使用已确定的第一和第二压 差值来确定第三压差值。流量计组件使用第一、第二和第三压差值确定气相物质的气体流 量以及液相物质的液体流量。在另一实施例中，描述了一种使用流量计确定两相流体的流量的方法，该流量计 包括位于导管内的位移构件、位于位移构件上游的第一流量测量分接头、位于位移构件下 游端的第二流量测量分接头以及位于位移构件下游的第三流量测量分接头，该方法包括测 量第一流量测量分接头、第二流量测量分接头和第三流量测量分接头中的每一个处的流体 压力。接下来的步骤是确定第一流量测量分接头、第二流量测量分接头和第三流量测量 分接头中的任意两个之间的第一压差；确定第一流量测量分接头、第二流量测量分接头和 第三流量测量分接头中的任意两个之间的第二压差，其中用来确定所述第二压差的两个流 量测量分接头不同于用来确定所述第一压差的所述流量测量分接头；以及基于已确定的 第一和第二压差确定第三压差。上述确定值用来确定传统流量计气体流量，从而确定膨 胀流量计气体流量、确定传统流量计气体流量与膨胀流量计气体流量之比 。Lockhart Martine 11 i等式被代入传统锥形流量计湿气关系中或膨胀锥形流量计的湿气关系中。执行 多次迭代以确定n^Xm和根据该信息，下一步骤是使用确定两相流体的液体流量。本专利技术的目的是提供一种能测量流过导管的两相流体的气相和液相的流量的流 量计。本专利技术的另一目的是提供相比现有用来测量两相流体的流量计而言更紧凑、更轻 和更便宜的两相流量计。本领域技术人员根据下面结合附图给出的详尽说明可以清楚地得出本专利技术的这 些和其它目的和优点。附图简述附图说明图1是本专利技术的两相流量计的一个实施例的局部侧视图。详细说明下面是对专利技术人目前认为是实现本专利技术的最佳模式的本专利技术的较佳实施例的详 细描述。本领域内技术人员随着对说明书的深入了解可以清楚知道许多修改和变化。参见图1，整体表示为100的本专利技术的两相流量计适于安装在如图所示由在其端 部具有螺接凸缘104的管段102构成的管道或其它流体流导管中。应当理解，可使用任何 合适的连接器或连接方法将管段连接至流量计。流量计100包括流量计本体或导管段106 以及同轴地安装在本体内的流体流位移装置108。流量计本体106本质上包括适于螺接或 以其它方式固定在两个管段之间——例如图示管段102的两凸缘104之间——的管段或导 管部分。作为示例示出的流量计本体106是所谓的薄片设计，并仅借助在凸缘之间延伸并 连接凸缘的沿圆周间隔的螺栓110而约束在凸缘104之间并以管段102为中心或与之轴向 对齐。然而，导管段106可以是任意合适的管结构，例如带凸缘管段或焊接管段。导管段106具有内孔或通孔112，其在使用时包括流过管道101的流体流的路径的一部分并构成该路径的延伸。如箭头所示，流体流的方向如图所示是从左向右的。管道 101和导管段106通常为圆柱形，而孔112通常与管段102的内横截面和尺寸相同，但并非 总是如此。为说明起见，沿纵向间隔开的流量测量分接头114、116和118在多个位置通过管 段或本体106径向延伸。位移装置108包括位移构件120和支承件或安装件122。位移构件120包括通常为圆柱形的本体，该本体具有边缘124处的主横径或尺寸 以及两个彼此相对的通常为圆锥形的坡壁126和128，它们各自面对流量计本体的上游和 下游方向，并朝本体的轴线向内对称地成锥形。还有如下文所述那样，位移件120具有本 质上与可从McCrometer公司获得的“V-C0NE”装置中使用的流体位移构件以及美国专利 No. 4，638，672,4, 812，049,5, 363，699和5，814，738中描述的流体位移构件相同的物理特 征和功能，上述文献的公开内容通过援引包含于此，就像在这里全文本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种两相流体流量计组件，包括：导管，用于在其中沿给定方向传送具有气相和液相的可流动物质，所述导管具有带内表面的外周壁；锥形的流体流位移构件，其包括相对于流体流的所述方向的上游端和下游端，所述位移构件的尺寸比所述导管小并具有坡壁，所述坡壁在所述构件上形成外周以使所述物质转向以流过由所述位移构件的所述外周和所述导管的所述内表面限定的区域；第一流量测量分接头，其延伸通过所述导管的壁并与所述位移构件上游的区域连通；第二流量测量分接头，其延伸通过所述导管的壁并通过所述位移构件，并与所述位移构件的所述下游端处的区域连通；第三流量测量分接头，其延伸通过所述导管的壁并与所述位移构件下游的区域连通；基于取自所述第一流量测量分接头、所述第二流量测量分接头和所述第三流量测量分接头中的任意两个的流量测量来确定第一压差值的装置；基于取自所述第一流量测量分接头、所述第二流量测量分接头和所述第三流量测量分接头中的不同两个的流量测量来确定第二压差值的装置；使用所确定的第一和第二压差值来确定第三压差值的装置；以及使用所述第一、第二和第三压差值来确定所述物质的气相的气体流率以及所述物质的液相的液体流率的装置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：RN史蒂文，
申请(专利权)人：麦克科罗米特股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]