核电液位仪表的选型研究

徐胜峰+罗杰+许琳燕

【摘 要】随着社会的发展，城市化建设进程的不断加快，使得在社会的发展过程中，对电力的需求不断的提高，同时，经济的快速发展，促进了人们的生活水平不断的提高，增加了人们对环境的要求，导致传统的火力发电满足不了当前阶段社会发展的要求。在这种情况下，核电就起到了重要的作用，在核电站正常的运行过程中，液位仪表在其中占据了重要的地位，可以为核电设备的运行提供有效的参数，对核电设备的安全运行提供了保证。为了使液位仪表在核电站运行的过程中发挥出更大的作用，本文就对核电液位仪表的选型进行了研究，首先对液位仪表的工作原理进行了分析，然后阐述了液位仪表选型的原则，最后对选型时的注意事项进行了讨论，以针对各种应用场景选择出最合理的液位仪表，为核电的安全运行提供保障。

【关键词】核电；液位仪表；选型

0 引言

随着对科研事业的不断重视，加强了科研事业上的投入，使得当前阶段中科学技术得到了快速、稳步的提升，在各个领域中，都加入了自动化技术，有效的促进了各个行业的发展。而在电力企业中，工作的内容往往非常的危险，尤其是核电站的工作危险程度更加的严重，仪表异常运行往往导致严重的后果，在这种情况下，液位仪表的应用就为电力设备的运行提供了有效的参数，但是，在不同核电站中，使用的设备往往具有一定的差异，在电力设备运行中使用的参数也有存在一定的不同，因此，加强对核电液位仪表的选型进行研究具有重要意义，使核电站中使用最合理的液位仪表。

1 液位仪表的工作原理分析

1.1 液位仪表变送器的测量原理

在液位仪表中，变送器起到了重要的的作用，其使用的原件较为敏感，将其深入到被测液体中，不同高度的液体就会传递出不同的信号，工作人员可以根据该信号对液体的高度进行调节，使液体在正常工作高度的范围内。变送器在无液体的环境下，可以得到：mg=Cx0，当变送器在液体环境中时，液体的高度为：H=h+？驻x，根据物理学中的平衡公式可得，mg-Ahρg=C（x0-？驻x），根据上诉的三个公式就可以得到液体的高度，最终的公式为：H=■？驻x+？驻x，而变送器的移动距离对液体的影响较小，因此，就可以将这一部分增加的高度忽略不计，可以得到H=■？驻x，其中，ρ为液体的密度，g为重力加速度，A为变送器的表面积，C表示变送器中弹簧的刚度，？驻x为变送器的移动距离。根据该公式可以看出，液体的高度与位移量呈正相关关系[1]。

1.2 液位仪表开关的工作原理

在液位仪表中，除了变送器会起到重要的作用，液位开关在其中起到的作用同样重要，其主要包括了四个部分，分别为内杆、吸引轴、开关磁贴和液面浮球，在工作的过程中，液面发生变化就会对内杆和吸引轴产生影响，当液面高度提高时，浮球就会跟随着上升，导致内杆向上移动，拉近了吸引轴与开关磁铁之间的距离，增加了两者之间的排斥力度，根据不同的排斥力度，产生相应的电信号，对液体的高度进行监测[2]。

2 液位仪表选型的原则

2.1 液位仪表变送器选型的原则

2.1.1 变送器的测量范围

在系统设计上，不同的系统对仪表的进度要求不一，具体选型的结果使得测量的范围具有一定的差异，因此，在对变送器进行选型时，首先就要对测量范围进行考虑。在选型时，要保证变送器的最大值与最小值都能够满足测量的要求，最大值一般要稍微高于设备规定的最大值，最低值一般要稍微低于设备规定的最低值。

2.1.2 变送器的精度

在重要系统的液位监视，比如压力容器水位等，就要求测量的结果更加的精确，因此，在选择变送器时，就要考虑到变送器的精度，选择的变送器精度越高，测量的结果就精确，能够更好地对设备的运行提供保证。但是，越精确的变送器，其内部结构就越复杂，对使用的环境要求越严格，而核电站中的环境有很多因素的影响，因此，在对精度进行选择时，就要将所有的因素都要考虑进行去，使变送器能够更好地进行使用。

2.1.3 变送器的安装技术

为了对液位仪表的投入成本进行控制，就还需要对变送器的安装技术进行考虑。在当前阶段中，常用的安装技术有两种，一种是顶装技术，另一种是带外安装技术，两种安装技术各有各的优点，前者在安装时，能够考虑到安装时的承压等级，后者考虑到的是材料的使用、排污问题的处理等，根据实际的使用要求，选择合理的安装技术，从而确定出最适合的液位仪表变送器[3]。

2.2 液位开关的选型原则

2.2.1 液位开关开关点的位置

在使用液位开关时，其在不同的位置，会对内杆或吸引轴的移动造成不同的影响，因此，为了使其更好的运行，在对液位开关进行选择时，首先就要考虑到也为开关的位置。在选型时，如果在工艺的基本要求中，附近有地坑液位时，选择的开关点的就以用动作点距仪表的法兰面距离来表示；而附近有旁路罐时，选择的开关点就可以用动作点距离浮筒上升过程接口的距离来表示。根据选择出开关点的不同，来选择最合理的也为开关[4]。

2.2.2 液位开关的安装技术

在当前阶段中，常用的液位开关安装技术有三种，分别为定顶装安装技术，带外式安装技术与侧装安装技术，每种安装技术的特点都具有一定的差异，其中前两者的安装特点与变送器基本一致，而侧装安装技术在使用的过程中，就需要考虑到开关浮球的规格、内杆的长度等，根据不同的考虑目标，来选择出合理的液位开关。

3 选型时的注意事项

在对液位仪表进行选型工作中，不仅仅只是需要注意到以上的几点原则，同时还要注意到以下的几点注意事项。首先要注意仪表是否具有密封件，液位仪表通常在液体中使用，如果液体侵入到仪表中，就会对仪表造成破坏，因此，在一般情况下，液位仪表中都会有相应的密封件；然后注意其内部的结构，由于液位仪表属于电气设备中的一种，常常会出现一些电力方面的故障，因此，为了增加其安全性能，就要保证其内部存在接地端。

4 总结

综上所述，液位仪表在核电站的运行过程中具有重要的意义。选择出合理的液位仪表不仅增加了核电站的安全性，而且还使得安装简便，易于控制，有效的节约了核电的生产成本，增加了核电企业的经济效益。本文从变送器与液位开关的选择两个方面进行了研究，为核电站选择合理的液位仪表提供了依据。

【参考文献】

[1]刘祖全，王光毅，李硕.核电站AC厂房仪表选型及安装问题分析[J].自动化与仪器仪表，2016，02（04）：65-67.

[2]李致远.安全仪表系统在重大危险源存储设施上的设计及应用[J].安徽化工，2015，11（04）：73-76+79.

[3]夏浩.M310核电机组影响蒸汽发生器液位测量通道的因素分析[J].自动化与仪器仪表，2014，09（09）：111-114.

[4]张丽芹，邱建文，于宏伟.核电特定场所中水位测量设备的选型分析与改进研究[J].科协论坛（下半月），2013，04（05）：37-38.

[责任编辑：李书培]