選購購買孔板流量計(jì)采用新舊國標(biāo)的對比計(jì)算
【摘 要】在核電廠，在主給水管路上裝有孔板流量計(jì)，用于準(zhǔn)確測量主給水流量。計(jì)算孔板流量的新的標(biāo)準(zhǔn) GB/T 2624-2006 于 2007年 7月 1 日實(shí)施，并代替 GB/T 2624-1993。 本文詳細(xì)介紹了孔板流量的新舊標(biāo)準(zhǔn)的不同，并通過計(jì)算表明采用不同標(biāo)準(zhǔn)給計(jì)算結(jié)果帶來的差異。
0、引言：
某核電四臺(tái)機(jī)組的主給水流量孔板由上海節(jié)流裝置制造有限公司生產(chǎn)，取壓方式為法蘭取壓。 以這四臺(tái)幾組為例采用不同的孔板流量計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算流量后， 發(fā)現(xiàn)采用 GB/T 2624-1993 計(jì)算出的流量相對 GB/T 2624-2006 計(jì)算出的流量偏大， 若不及時(shí)對計(jì)算程序予以更新將使主給水流量的測量產(chǎn)生偏差，從而影響機(jī)組熱功率和電功率的計(jì)算。
1、孔板的測量原理：
孔板是由機(jī)械加工獲得的一塊圓形穿孔的薄板。 它的節(jié)流孔圓筒柱形面與孔板上游端面垂直，其邊緣是銳利的，孔板厚與孔板直徑相比是比較小的。 孔板流量計(jì)的測量原理是以孔板安裝在充滿流體的管線中為依據(jù)的，孔板的存在使板的上游側(cè)與下游側(cè)之間產(chǎn)生一個(gè)靜壓差。 質(zhì)量流量 qm 可用公式（1）確定：
| C | π d2 | ||||||||
| qm= | ε | 姨2 pρ | （1） | ||||||
| 姨1-β | 4 | 4 | |||||||
式中：
C—流出系數(shù)；
β（＝d/D）—直徑比，直徑 d 和 D 以毫米（mm）表示；ε—可膨脹性系數(shù)；d—節(jié)流孔直徑（mm）；
p—靜壓差（kPa）；ρ—測量流量時(shí)的溫度和壓力下的流體密度。
2、新舊國標(biāo)對比：
計(jì)算孔板流量的新的標(biāo)準(zhǔn) GB/T 2624-2006 于 2007 年 7 月 1 日實(shí)施，并代替 GB/T 2624-1993。 新的標(biāo)準(zhǔn)在孔板部分有以下七條變化：
（1）孔板流出系數(shù)的公式改變了，用 R/G 公式取代了 Stolz ISO 5167 公式；
（2）采用新公式來計(jì)算孔板的介質(zhì)可膨脹性系數(shù) ε；（3）對孔板上 、下游所要求的***小直管段長度提出了全新及更長的要求；
（4）如在孔板上游安裝流動(dòng)調(diào)整器 ，則可適當(dāng)縮短孔板上游直管段長度；
（5）采用 Joule Thamson（焦耳-湯姆森 ）系數(shù)對孔板下游的溫度進(jìn)行修正；
（6）對孔板上游管道內(nèi)壁粗糙度 、孔板不同軸度及不平度提出新的限制要求；
（7）對孔板上游管道連接處***大允許的臺(tái)階值有新規(guī)定。
圖 1 標(biāo)準(zhǔn)孔板
圖 2 法蘭取壓口的間距
圖 1 是一標(biāo)準(zhǔn)孔板，圖 2 是法蘭取壓口的間距。 對法蘭取壓孔板在計(jì)算中產(chǎn)生影響的只有流出系數(shù)的公式改變。
GB/T 2624-2006 中流出系數(shù) C 用 Reader-Harris/Gallagher（1998）
公式（2）計(jì)算：
| C=0.5961+0.0261β2-0.216β8+0.000521 姨10Re6β | 姨0.7 | +(0.0188+0.0063A)β3.5 | ||||||
| D | ||||||||
| 6 | 0.3 | 4 | ||||||
| 姨Re10 | -10L1 | -7L1 | ′ | ′1.1 | ||||
| 姨+(0.043+0.080e | -0.123e | )(1-0.11A) | β | -0.031 (M2 -0.8M2 ) | ||||
| 4 | ||||||||
| D | 1-β | |||||||
| β1.3 | （2） | |||||||
若 D<71.12mm（2.8 in），應(yīng)把下列項(xiàng)加入公式（2）：
+0.011(0.75-β)(2.8- 25.4D )
式中：
β（＝d/D）—直徑比，直徑 d 和 D 以毫米（mm）表示；ReD—根據(jù) D 計(jì)算出的雷諾數(shù)；
L1 (l1/D)—孔板上游端面到上游取壓口的距離除以管道直徑得出的商；
′ ′
L2 (l2 /D)—孔板下游端面到下游取壓口的距離除以管道直徑得
出的商；
對于法蘭取壓口 L1＝L2′＝ 25.4
D
GB/T 2624-1993 中流出系數(shù) C 用 Stolz 公式（3）計(jì)算：
C=0.5959+0.0312β2.1-0.1840β8+0.0029β2.5(106/ReD)0.75
| +0.090L1β4(1-β4)-1-0.0337L2′(或 L2)β3 | （3） | |||||||
| 當(dāng) | 0.0390 | (=0.4333) | 時(shí) | 4 | 4 -1 | 的系數(shù)用 | ||
| L1≥ | ，β (1-β ) | 0.0390。 | ||||||
| 0.0900 | ||||||||
公式（3）各參數(shù)代表意義同公式（2）。
3、計(jì)算結(jié)果對比：
計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)的改變引起了流量計(jì)算公式中流出系數(shù) C 的改變，從而影響到機(jī)組的主給水流量、熱功率和電功率。 以某核電四臺(tái)機(jī)組為例說明由于標(biāo)準(zhǔn)改變而引起的主給水流量、熱功率和電功率等參數(shù)變化的大小，該核電機(jī)組主給水流量孔板由上海儀昌節(jié)流裝置制造有限公司生產(chǎn)，取壓方式為法蘭取壓。 參數(shù)對比如表 1 所示。
表 1 可以看出相對新標(biāo)準(zhǔn) ， 采用舊標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算得出的流出系數(shù)偏大 ，從而計(jì)算得出的主給水流量、熱功率和電功率都偏大。 四臺(tái)機(jī)組的偏差幅度相近，主給水流量偏大約 12t/h，熱功率偏大約 6MW，按照發(fā)電機(jī)效率 35%計(jì)算出電功率偏大約 2.1MW。
表 1**新舊標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算結(jié)果對比
| 機(jī)組 | 參數(shù)名稱 | 新標(biāo)準(zhǔn) | 舊標(biāo)準(zhǔn) | 差值 |
| 流出系數(shù) C | 0.601116 | 0.603044 | 0.001928 | |
| 1# | 主給水流量（t/h） | 3840.49 | 3852.81 | 12.32 |
| 熱功率（MW） | 1882.55 | 1888.64 | 6.09 | |
| 電功率（MW） | 658.89 | 661.02 | 2.13 | |
| 流出系數(shù) C | 0.601114 | 0.603043 | 0.001929 | |
| 2# | 主給水流量（t/h） | 3809.43 | 3821.65 | 12.22 |
| 熱功率（MW） | 1857.73 | 1863.75 | 6.02 | |
| 電功率（MW） | 650.20 | 652.31 | 2.11 | |
| 流出系數(shù) C | 0.601151 | 0.603067 | 0.001917 | |
| 3# | 主給水流量（t/h） | 3845.26 | 3857.52 | 12.26 |
| 熱功率（MW） | 1878.67 | 1884.73 | 6.06 | |
| 電功率（MW） | 657.53 | 659.65 | 2.12 | |
| 流出系數(shù) C | 0.601153 | 0.60307 | 0.001917 | |
| 4# | 主給水流量（t/h） | 3851.43 | 3863.71 | 12.28 |
| 熱功率（MW） | 1881.69 | 1887.76 | 6.07 | |
| 電功率（MW） | 658.59 | 660.72 | 2.13 |
4、結(jié)束語：
由孔板測得的主給水流量是核電廠運(yùn)行中監(jiān)測的重要參數(shù)，該參數(shù)直接影響到機(jī)組的熱功率和電功率。 2006 年 7 月以前投入使用的流量孔板在計(jì)算中采用的是 GB/T 2624-1993。 若不及時(shí)更新計(jì)算程序，則會(huì)導(dǎo)致測得的主給水流量偏大，影響了機(jī)組熱功率計(jì)算的準(zhǔn)確性，從而限制了機(jī)組出力。 S