作者：陶明杰，刘婧婧
序言
核电厂中蒸发装置、冷却装置是硼回收系统、废 液收集处理系统等重要组成部分，蒸汽冷凝水平衡槽 用于收集蒸汽冷凝水，并通过其液位控制来保持冷却 器内充满被冷却的液体，蒸汽冷凝槽液位控制对核电 站辅助工艺系统的正常稳定运行起着重要作用。由 于核电站硼回收系统、废液收集处理系统产生的气 体、液体均带有放射性，蒸汽冷凝槽放置于人员禁止 靠近或不易靠近的区域，这就对仪表的安装位置提出 了要求，测量仪表应安装于便于维护、放射性较低的 区域。而差压液位变送器由于其性能稳定、精度高、 分离式安装等特点，其广泛应用于核电站液位测量 中。本文以某核电厂的蒸汽冷凝水平衡槽液位测量 为例，详细阐述了差压液位变送器在蒸汽冷凝水平衡 槽中的设计应用，并结合某核电厂实际安装调试问题 对其进行了分析及改进。
一、蒸汽冷凝水平衡槽液位测量系统
1. 1 差压液位变送器测量原理 差压液位变送器主要有差压传感器、变送器 组成。 差压传感器测量原理为:来自双侧导压罐中的压 力作用于传感器两侧的隔离膜片上，通过膜片内的密 封液传导至测量元件上，测量元件将测得的压差值转换成对应的电信号( 4 ～20mA 信号) 输出。 差压液位变送器工作原理: 通过特定的系统布 置，依据液体压强计算公式( P = ) ，将被测容器的液 位测量转化成压差测量，再通过相应的公式推算可计 算出被测容器实时液位值。差压液位变送器应用场 合主要有常压容器液位测量、带压容器液位测量 两种。
1. 2 蒸汽冷凝水平衡槽液位测量系统 蒸汽冷凝水平衡槽液位测量系统采用差压式液 位测量原理，其系统设置如图 1 流程图所示。液位测 量系统主要有储槽013BA( 带压容器) 、平衡容器、平 衡容器补水管线及连通管、仪表根阀、差压变送器 405MN 及引压管路组成。该液位测量装置专门设置 平衡容器，以避免差压变送器气体测量端由于蒸汽冷 凝带来的误差以及高温蒸汽对测量仪表造成的损害。 其工作流程及原理如下: 平衡罐安装于被测容器的上方，平衡罐中部通过 管线与冷凝槽上部进气/液管线连通。系统调试运行 前，首先通过平衡罐顶部补水管线对平衡容器进行补 水，当平衡罐中液体超过连通管接口时，多余的液体 自流进废液储槽，停止补水，保持平衡罐上部气压与 废液储槽013BA 上部气压一致。差压变送器一端连 接废液储槽底部压力接口( 405VML 根阀) ，一端连接 平衡罐底部压力接口( 405VML 根阀) ，根据差压式液 位测量原理，差压变送器 405MN 实际测量的差压值 经过公式换算后，可得到废液储槽 013BA 的实时 液位。
二、差压液位变送器安装与调试方法
2. 1 液位测量仪表安装 差压液位变送器的正确规范安装以及安装方式 对应量程、上限、下限的计算和设置决定了容器液位 测量的正确性。差压液位变送器在蒸汽冷凝水平衡 槽液位测量中应用时，
应注意以下事项:
( 1) 传感器( 差压变送器) 的安装高度应低于0% 容器液位;
( 2) 平衡罐的安装高度应高于容器上部取源口， 容器与平衡罐的连同管线应保持至少2%的坡度，保 证平衡罐中补充或冷凝的多余液体回流到容器中，以 维持传感器平衡罐测得压力恒定;
( 3) 容器上部取源口应高于100%容器液位;
( 4) 从仪表根阀至传感器的引压管线应保持往下 至少2%的坡度，使引压罐中不会集气;
( 5) 传感器应安装于辐射剂量较低的区域( 黄 区、绿区或白区) ，以便于现场维护。
2. 2 液位测量仪表迁移计算
蒸汽冷凝槽液位测量仪表在调试过程中，将差压 变送器测量值通过迁移计算转换成实际液位值，是调 试的主要工作。下面以某冷凝槽液位测量仪表为例， 对仪表的迁移计算方法进行说明( 见图2 所示) 。 HP 传感器高压侧压力， LP 为低压侧压力。ρ1 为 被测容器介质密度， ρ2 为平衡罐中介质浓度， L1 为被 测容器液位值， L2 为平衡罐液面至被测容器0 液位的距离。P 为传感器低于正常水位产生的固定压力 值与容器内部气压值之和。
容器0%液位时 HP、 LP 计算如下:
HP = P LP = ρ2* L2( m) * g/1000 + P ΔP = HP － LP = ρ2* L2( m) * g/1000
容器100%液位时 HP、 LP 计算如下:
HP = ρ1* L1( m) * g/1000 + P LP = ρ2* L2( m) * g/1000 + P ΔP = HP － LP =( ρ1* L1 － ρ2* L2) * g/1000
传感器数值对应关系如表1 所示。
表1 传感器数值对应关系
0 0 ρ2* L2( m) * g/1000
500( 100%) 20 ( ρ1* L1 － ρ2* L2) * g/1000
由于传感器输出 mA 值与差压显示值呈线性变 化，根据上述公式，可得出传感器 ΔP 数值对应的实际 液位值。
L = ΔP* 1000/g + ρ2* L2
三、现场安装调试问题分析及处理
某核电厂蒸汽冷凝水平衡槽液位测量仪表，在调 试过程中量程迁移不到位，不能满足测量要求。
3. 1 问题分析 查阅相关图纸资料及经过现场测绘，冷凝槽、平 衡容器中液体均为水，密度 ρ1、 ρ2 均为 998. 35Kg/ m3，容器液位测量范围 0 ～ 500mm， L2 为 1. 1m，现场 到货仪表***量程为 6kPa。液位测量流程图如图 1 所示，迁移计算如图2 所示。
由上可知，当正常水位为 0 时，差压变送 器两端的压差***值达到***值，根据实际测量数 据，***压差约为 11kPa，超出了现有仪表的量程范 围。通过分析造成这种情况产生的原因如下: 仪控专业按照工艺输入条件进行仪表选型，仪控 专业收到系统专业的输入条件是需要测量013BA 的 液位，测量范围为0 ～500mm，设计者对差压液位测量 仪表的安装方式及测量原理认识不清，没有考虑到仪 表量程范围的选择与仪表平衡罐的位置有关，只是按 照工艺输入条件进行设计，造成仪表不适用现场。这 要求设计人员在设计前，应掌握液位测量仪表的测量 原理及安装方法，才能避免现场问题的产生。
3. 2 问题处理
通过上述分析，好色先生APP下载安装可知目前是所选差压变送器量程过小造成问题的产生，且工艺过程中存在的*** 压差与平衡罐的高度( 也就是迁移计算书中 L2 的长 度) 有关， L2 的长度变小，相应的***压差值就变小。 那么，就有两种方案可解决该问题:
( 1) 更换仪表量程，选择***量程大于11kPa 的 仪表;
( 2) 将平衡罐的高度降低500mm 左右，使现有仪 表能够满足现场测量的要求。
方案1 主要涉及采购周期的问题，从仪表采购到 仪表到货***少需要3 个月，而核电站建设周期与时间 节点有严格的把控，从问题反馈到下一个重要节点仅 有1 个多月时间，时间来不及，故该方案暂不考虑。
方案2 需考虑平衡罐降低高度的可能性。基于 平衡罐中液体回流至013BA 的原理，平衡罐至013BA 上部出口管道的管线应水平微微向下敷设，因此平衡 罐下降的同时，连接管线也应同时下降。经查阅设备 图纸， 013BA 底部取源口至设备顶部出口的距离约为 550mm，故该方案可行。虽然现场管道及保温已安装 完毕，更改平衡罐高度会牵扯到 SED 补水管线、平衡 罐连接管线、拆保温层等工作，工作量较大，但为满足 装料时间节点，***终采用该方案。
四、结束语
差压液位液位变送器在核电站蒸汽冷凝水平衡 槽的液位测量中已得到广泛的应用，各电站运行反馈 中，该液位测量方式运行稳定、测量精度高、便于维护 且经济性高。但在安装调试过程中，仍然出现各种各 样的问题，这就要求核电站设计、安装、调试人员应对 液位测量变送器的测量原理、安装要求、迁移计算方 法等有比较清楚的认知，这样才能保证冷凝水平衡槽 液位的正确、精确测量。
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