热式质量流量计的应用
发布时间：2023-02-06 10:26:06来源：hseauto.cn来源：..
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气体流量作为核电站暖通系统的重要测量参数，其测量结果直接影响到整个系统的运行质量。目前国内核电站的暖通系统使用的气体流量计以差压式流量计为主。随着工艺系统的发展，对流量测量的准确度和稳定性的要求越来越高，流量测量技术的发展也日新月异，各种新型流量计相继问世。热式气体质量流量计是气体质量流量测量领域逐渐兴起的一种新型流量计。采用美国西屋公司开发的第三代压水堆核电技术（AP1000）的三门核电站在国内的核电站中首次使用热式质量流量计对气体的质量流量进行测量。
AP1000需要测量气体流量的系统主要有压缩空气和仪表空气系统、主控室应急可居留系统、放射性废气系统、安全壳空气过滤系统及各厂房的暖通系统。不同的系统的气体流量、工况不一样，对气体流量计的要求也不一样。传统的差压式流量计已经难以满足AP1000对气体流量测量的所有要求。
（1）小流量工况：比如AP1000的放射性废气处理系统的气体流量較低，设计要求为0～2.55nm3/h，正常运行期间的气体流量仅0.99nm3/h。差压式流量计在这么小的流量工况下，其精度无法满足要求。综合上述各流量计的特点，三门核电站选用了金湖汉森尔自动化设备有限公司基于等比恒温差法原理GSLZ系列热式质量流量计对放射性废气处理系统、压缩空气和仪表空气系统、主控室应急可居留系统的气体流量参数进行测量。HSLZ系列热式质量流量计的响应时间小于0.5s，对于气体的测量精度可达读数的±1%，满量程的±0.02%，能够很好地满足设计求。
（2）精度要求高、响应时间要求不高的大流量工况：AP1000附属辅助厂房非放射性通风系统的气体流量设计要求为0～10831nm3/h，精度要求为±2%，但对响应时间要求不高。在这样的大流量工况下，差压式流量计的精度难以满足要求，而恒温差式的热式质量流量计不适合如此大的流量测量，因此三门核电站选用了金湖汉森尔自动化设备有限公司基于恒功率原理的HSLZ系列热式质量流量计。HSLZ系列恒功率热式质量流量计可以用于大流量的高精度测量，其测量工作温度范围为-40℃～454℃，精度为±0.75%，hslz系列热式质量流量计量程可以达到169901nm3/h，能满足AP1000的安全壳再循环冷却系统的大流量要求。由于热式质量流量计的量程比可达100∶1，因此同一型号的热式质量流量计还可以满足多种型号的需要，比如AP1000附属辅助厂房非放射性通风系统的气体流量的设计要求有0～3398nm3/h，0～10831nm3/h，0～4757nm3/h，0～11681nm3/h四种量程，而HSLZ一款热式质量流量计就能满足这四种量程的要求。这就减少了备件的库存，也便于今后的备件管理和设备维护。
（3）对于AP1000的核岛保健物理和热检修车间、放射性控制区、废物厂房等区域的暖通系统及安全壳空气过滤系统，这些区域的特点是气体流量适中，对精度的要求不高，响应时间要求较高，可能有放射剂量。根据这些特点，三门核电站选用了基于差压式原理的均速皮托管对这些气体流量参数进行测量。均速皮托管的使用寿命长，响应时间迅速，价格适中，能够很好地满足设计要求。
与传统的差压式流量计相比，热式质量流量计在精度、量程比、压损、安装便利性等方面有显著优势。一块热式质量流量计能同时测量气体质量流量、气体温度、压力三种参数，简化了系统的测量装置，有利于系统的稳定经济运行。但与差压式流量计相比，热式质量流量计的价格仍较为昂贵，这也影响了热式质量流量计的大规模应用。但随着流量测量技术的发展，相信热式质量流量计的成本将下降，功能也将不断改进，能够适应更复杂的系统工况，也能为系统提供更为准确的测量结果。三门核电站作为国内首个选用热式质量流量计的AP1000项目，其运行维护经验也将为后续的核电项目的气体流量测量仪表的选型提供很好的借鉴。
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