主泵3号密封泄漏流流量计研发

    1 核电站主泵3号密封泄漏流流量计概况

    主泵是核电站的关键设备，监测主泵轴封水的流量是监视主泵运行的重要参数之一。主泵3号密封泄漏流的正常值应在每小时数百毫升至数升之间，若流量值过大则说明密封已磨损或损坏；若流量值过小则可能是轴密封过紧，这样会加快密封磨损。由于设备正常运行期间这一泄漏值很小，且介质是带有放射性易产生硼结晶的含硼除盐水，水中还带有放射性，目前市场比较成熟的流量计很难满足测量要求。秦山核电有限公司310 MW机组原有的流量计是采用测量容积的变化速率来计算泄漏流流量值。其测量原理和方法比较适用于这种量程范围宽，且低流量值很小的测量场合。但由于目前采用的流量计已经失效，无法继续投入使用，因此按照容积式测量原理对主泵3号密封泄漏流流量计重新设计研发。

    2　流量测量系统的硬件组成

    测量系统主要组成：测量小桶、磁致伸缩液位传感器、PLC控制器、人机交互界面、电磁阀、显示及报警单元。

    2.1 测量系统总体结构

    流量测量系统采用PLC作为控制器的核心，PLC采集测量小桶的液位数据，进行电磁阀控制、瞬时流量计算、累积流量计算、报警输出等；采用工控机作为控制系统的人机交互界面。测量系统总体框图见图1。

    2.2 测量小桶

    测量小桶是用来收集主泵3号密封泄漏流的。采用内径100 mm的不锈钢圆桶，泄漏流通过引流管从桶底部进入测量小桶内，这样能有效抑制泄漏流引起的桶内液位波动。液位传感器安装于桶的顶部。桶的侧面开设溢流孔，使得当出口电磁阀故障或控制器失灵时，泄漏流能通过溢流孔排出。

    2.3 液位传感器

    液位传感器采用磁致伸缩液位计，该液位计是一种非常适合于高精度测量要求的智能型现场仪表，测量范围可在探杆长度范围内自由调节，采用二线制，输出信号为标准的4～20 mA电流信号，其测量精度优于±0.25 mm。该传感器响应速度块、防爆、安装简单（螺纹连接或法兰连接），运行可靠。

    磁致伸缩液位计的主要测量原理：如图2所示，在磁致杆内部有一根紧绷的磁致伸缩线（1），电子模块（2）向磁致伸缩线上发射脉冲信号并且通过磁致伸缩线传送，在周围产生一旋转磁场（3），磁致杆中或者附近的浮子内有一块永久磁铁（4），当旋转磁场到达浮子时，与浮子的永久磁场相互作用。其结果导致磁致伸缩线将产生一个瞬时的扭力（5），同时产生返回脉冲，该脉冲沿磁致伸缩线向两端传送。脉冲传播的速度为一个恒定值，因此通过计算起始脉冲与返回脉冲之间的时间差就可以精确地计算出被测液体的液位或界位。