[發明專利]一種廢液蒸發器多參數測量裝置及測量方法

在審

• 申請號: 201710958694.3
• 申請日: 2017-10-16
• 公開（公告）號: CN107702749A
• 公開（公告）日: 2018-02-16
• 發明（設計）人: 楊蘭菊;馬興均;李文鈺;陳先林;陳莉;孫圣權;李振臣;林力;馬貞欽;劉辰龍;高峰;劉宇昊;龔應偉;張家衡;戴鈞;李紅
• 申請（專利權）人: 中國核動力研究設計院
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙)51220
• 代理人: 唐邦英

技術領域

本發明涉及核電廠、核設施廢液蒸發處理技術領域，具體涉及一種廢液蒸發器多參數測量裝置及測量方法。

背景技術

反應堆運行產生的大量放射性低放廢液和中放廢液，需要高效凈化處理后，達到國家規定的排放限值才能向環境釋放。目前，凈化處理技術有蒸發處理、離子交換、化學沉淀、反滲透等多種方法，但蒸發處理仍然是最成熟、最有效的凈化技術。

在放射性廢液蒸發處理過程中，蒸發器是重要的換熱設備，設備內需監測的測量參數有液位、密度、溫度。特別是蒸發器內液位的測量非常重要，液位高度關系到蒸發器汽液分離的速度，直接影響二次蒸汽的品質和蒸發器的安全。液位過高會影響汽液分離，加大蒸汽對放射性液體的夾帶，影響蒸汽的品質，給后續的凈化處理帶來困難，如果排放水不合格，又要返回做二次蒸發，加大了運行成本和二次廢物量。液位過低影響蒸汽和廢液的自然循環,導致干鍋現象。廢液在蒸發過程中密度一直在變化，根據密度變化可以判斷蒸發濃縮液含鹽量的高低，從而指導運行人員進行蒸殘液的下料工作。蒸發器在蒸發過程中，廢液的溫度檢測為蒸發器穩定運行提供保障，讓蒸汽的進入量與廢液的上料量達到物料進出平衡。

工程上原來大都采用外加熱式自然循環蒸發器，此類蒸發器和泡罩塔是分開布置的，通過管道連通。蒸發器本體設備由分離室和加熱室組成，分離室和加熱室通過上下循環管連通。但外加熱蒸發器占的布置空間大，而且還存在管道泄漏危險，因此在一些新建的工程上采用一體化自然循環蒸發器。

一體式蒸發器采用中央循環管式，循環管設置在加熱列管中間。在加熱室上方設置重力分離室，分離室上方安裝泡罩塔清洗裝置。在泡罩塔上面，采用高效絲網除沫裝置，對蒸汽夾帶的霧沫進行氣液分離。一體化蒸發器把加熱室、分離室、泡罩塔、絲網除沫集成在一套設備里，設備組件之間不通過管道連接，占地空間小，泄漏風險小。

一體化蒸發器需要測量的參數有液位、密度、溫度，由于多種設備組件集成在一個裝置里，在裝置頂部無法布置液位儀表口、密度儀表口、溫度儀表口。因此，研究一體化蒸發器多參數集成測量方法和裝置是必要的。

發明內容

本發明的目的在于提供一種廢液蒸發器多參數測量裝置，實現一體化蒸發器多參數的集成測量，解決現有一體化蒸發器無法布置儀表口的問題。

此外，本發明還提供一種基于上述測量裝置的測量方法。

本發明通過下述技術方案實現：

一種廢液蒸發器多參數測量裝置，包括與蒸發器下部連通的旁通管，所述旁通管的自由端朝上設置，所述旁通管的自由端設置有法蘭，所述法蘭上設置有第一液位測量管、液位測量管、密度測量管和溫度測量管，所述第一液位測量管、第二液位測量管、密度測量管和溫度測量管的一端均伸入旁通管內，所述溫度測量管的另一端設置有鉑電阻溫度計，所述第一液位測量管、第二液位測量管和密度測量管的另一端與測量機構連接。

本發明所述自由端具體是指不與蒸發器連接的一端，所述法蘭為盲法蘭，所述盲法蘭上設置有液位儀表口、密度儀表口、溫度儀表口，所述鉑電阻溫度計為現有技術，所述測量機構用于測量蒸發器內的液位、密度。

本發明通過在蒸發器上設置有旁通管，使旁通管內的溫度、液位和密度環境與蒸發器內一致，在旁通管內同時進行溫度、液位、密度測量，有效解決蒸發器設備儀表口布置困難、測量困難的工程問題。

進一步地，測量機構包括壓空管、氣源調節部、液位差壓變送器、密度差壓變送器，所述第一液位測量管、第二液位測量管的另一端與氣源調節部連接，經過氣源調節部連接第一引壓管和第二引壓管，再分別接入液位差壓變送器的高壓側和低壓側；所述密度測量管的另一端與氣源調節部連接，經過氣源調節部連接第三引壓管連接，再接入密度差壓變送器的低壓側，所述第一引壓管連接有第四引壓管，所述第四引壓管接入密度差壓變送器的高壓側，所述氣源調節部與壓空管連接。

本發明所述測量機構為吹氣式測量裝置，其中氣源調節部包括過濾減壓閥、自力式調節閥、轉子流量計組成，與壓空管連接，其功能是向測量管提供穩定流量的壓縮空氣，所述吹氣式測量裝置的測量原理根據靜壓力與高度、密度的關系，當密度一定時，液位的高度與壓力差成正比。密度測量管與正測量管在旁通管內以固定的高度差安裝的，當高度一定時，壓力差與密度成正比。液位和密度的測量信號分別通過差壓變送器輸出4～20mA的電流信號。

本發明所述測量機構集成了液位、密度測量，不僅能夠同時對蒸發器內的液位、密度進行測量，而且測量精準。