[發明專利]一種氣相混合物的蒸汽濃度在線測量系統及方法

在審

• 申請號: 202011063751.X
• 申請日: 2020-09-30
• 公開（公告）號: CN112185595A
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發明（設計）人: 臧金光;張妍;閆曉;都宇;胡強
• 申請（專利權）人: 中國核動力研究設計院
• 主分類號: G21C17/00
• 分類號: G21C17/00;G21C17/017;G01N9/00;G01N9/36
• 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

1.一種氣相混合物的蒸汽濃度在線測量系統，其特征在于，包括主氣管(1)、壓力傳感器(2)、第一溫度傳感器(3)、第二溫度傳感器(4)、第一密度傳感器(5)和第二密度傳感器(6)；

所述壓力傳感器(2)、第一溫度傳感器(3)、第二溫度傳感器(4)、第一密度傳感器(5)和第二密度傳感器(6)安裝在主氣管(1)的側壁上；所述壓力傳感器(2)、第一溫度傳感器(3)、第二溫度傳感器(4)、第一密度傳感器(5)和第二密度傳感器(6)布置在主氣管(1)的同一軸向平面上。

2.根據權利要求1所述的一種氣相混合物的蒸汽濃度在線測量系統，其特征在于，所述第一溫度傳感器(3)和第二溫度傳感器(4)以主氣管(1)的中心軸呈對稱設置。

3.根據權利要求2所述的一種氣相混合物的蒸汽濃度在線測量系統，其特征在于，所述第一密度傳感器(5)和第二密度傳感器(6)以主氣管(1)的中心軸呈對稱設置。

4.根據權利要求3所述的一種氣相混合物的蒸汽濃度在線測量系統，其特征在于，以壓力傳感器(2)、第一溫度傳感器(3)、第二溫度傳感器(4)、第一密度傳感器(5)和第二密度傳感器(6)所在平面的右側水平點為0°，逆時針方向旋轉；壓力傳感器(2)位于45°方位，第一密度傳感器(5)和第二密度傳感器(6)分別位于0°和180°方位，第一溫度傳感器(3)和第二溫度傳感器(4)分別位于90°和270°方位。

5.根據權利要求1所述的一種氣相混合物的蒸汽濃度在線測量系統，其特征在于，壓力傳感器(2)、第一溫度傳感器(3)、第二溫度傳感器(4)、第一密度傳感器(5)和第二密度傳感器(6)所在平面與上游直管段的距離大于等于10倍主氣管(1)的直徑。

6.根據權利要求5所述的一種氣相混合物的蒸汽濃度在線測量系統，其特征在于，壓力傳感器(2)、第一溫度傳感器(3)、第二溫度傳感器(4)、第一密度傳感器(5)和第二密度傳感器(6)所在平面與下游直管段的距離大于等于5倍主氣管(1)的直徑。

7.根據權利要求1-6任一項所述的一種氣相混合物的蒸汽濃度在線測量系統，其特征在于，所述第一密度傳感器(5)和第二密度傳感器(6)均為音叉式密度計。

8.基于權利要求1-7任一項所述的一種氣相混合物的蒸汽濃度在線測量系統的測量方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、通過壓力傳感器(2)、第一溫度傳感器(3)、第二溫度傳感器(4)、第一密度傳感器(5)和第二密度傳感器(6)分別獲得所在位置處的壓力P、溫度T1、溫度T2、密度ρ1和密度ρ2；

S2、根據溫度T1和溫度T2獲得所在平面的平均溫度T，根據密度ρ1和密度ρ2獲得所在平面的平均密度ρ；

S3、根據步驟S2獲得的平均溫度T和平均密度ρ得到該條件下的空氣密度ρ_air和蒸汽密度ρvap；

S4、根據空氣密度ρair和蒸汽密度ρvap結合平均密度定義獲得蒸汽濃度x的計算模型；

S5、將步驟S3獲得的空氣密度ρair和蒸汽密度ρvap帶入蒸汽濃度x的計算模型計算蒸汽濃度x。

9.根據權利要求8所述的一種氣相混合物的蒸汽濃度在線測量系統的測量方法，其特征在于，步驟S4中平均密度定義如下式：

ρ＝ρ_vap*x+ρ_air*(1-x)；

根據平均密度定義獲得的計算模型如下式：

x＝(ρ-ρ_air)/(ρ_vap-ρ_air)。

10.根據權利要求8所述的一種氣相混合物的蒸汽濃度在線測量系統的測量方法，其特征在于，所述第一溫度傳感器(3)和第二溫度傳感器(4)以主氣管(1)的中心軸呈對稱設置；所述第一密度傳感器(5)和第二密度傳感器(6)以主氣管(1)的中心軸呈對稱設置。