陳玉華

（江蘇電子信息職業(yè)學(xué)院智能制造學(xué)院，江蘇 淮安 223003）

1 問題的提出

高壓加熱器是壓水堆核電站常規(guī)島中的重要輔機設(shè)備[1]。高壓加熱器的安全投運，不僅可以提高機組的熱效率，還能確保核電站的安全可靠運行[2]。高壓加熱器疏水位控制包括浮球控制、電動控制和氣動控制。其中，浮球液位控制器適用于對各種容器內(nèi)液體的液位控制，當(dāng)液位到達上、下切換值時，控制器觸點發(fā)出通斷開關(guān)式信號；與氣動液位控制器類似，電動液位控制器中浮筒利用置換原理，將浮力轉(zhuǎn)換為機械運動，引起擺臂及切線臂的微小位移，使高低液位對應(yīng)的接近開關(guān)動作，輸出ON/OFF電氣信號，控制電動閥開閉，實現(xiàn)液位控制。

傳統(tǒng)的液位控制方法存在壽命短和工作性能不太可靠的問題，控制的水位的范圍也比較大，而且一旦產(chǎn)生的太多汽水混合物排入大氣，就造成了能源的浪費。因為在高壓加熱器內(nèi)，本身水位都不穩(wěn)定，測得的數(shù)據(jù)也不會很準(zhǔn)確，導(dǎo)致水位的控制得不到非常精準(zhǔn)的數(shù)值，影響工作人員對液位的判斷?；诖?，有必要針對傳統(tǒng)高壓加熱器水位不穩(wěn)的問題，提供一種更為實用的高壓加熱器疏水液位控制輔助裝置。

2 高壓加熱器疏水液位控制輔助裝置的設(shè)計

2.1 基本結(jié)構(gòu)

如圖1所示，高壓加熱器疏水液位控制輔助裝置的主要結(jié)構(gòu)為：高壓加熱器外壁上設(shè)有通水管，內(nèi)壁設(shè)有安裝部，安裝部包括第一安裝部和第二安裝部，第一安裝部與通水管相連接，高壓加熱器內(nèi)壁還設(shè)有浮動板。

圖1 高壓加熱器疏水液位控制輔助裝置的剖視圖

如圖2所示，浮動板兩側(cè)分別設(shè)有第一配合件和第二配合件，第一配合件與第一安裝部相配合，第二配合件與第二安裝部滑動連接；浮動板內(nèi)設(shè)有空腔，空腔與通水管相連通，浮動板頂部設(shè)有不止一個通水孔，通水孔與空腔相連通。

圖2 浮動板的結(jié)構(gòu)示意圖

第一安裝部為安裝環(huán)，第一配合件為圓環(huán)，圓環(huán)的尺寸與安裝環(huán)相匹配，這樣第一安裝部和第一配合件會安裝得更加穩(wěn)定。第二安裝部為凹槽，第二配合件為配合環(huán)，配合環(huán)與凹槽滑動連接。因為高壓加熱器內(nèi)部的水面會進行上下的浮動，第二配合件可以在凹槽進行滑動，這樣第二配合件會隨水位的晃動進行上下的浮動。凹槽的長邊的方向與高壓加熱器的軸向方向保持一致，這樣可以保證第二配合件的滑動保持豎直方向。如果水位恰好高于預(yù)定位置一點，也會有多余的水進入浮動板，這樣可以穩(wěn)定高壓加熱器內(nèi)部的水位。

通水孔設(shè)于浮動板的頂部，通水孔沿浮動板的周向均勻間隔排布。浮動板上設(shè)有圓弧槽，圓弧槽的截面為圓弧形，圓弧槽與浮動板的頂部和底部均連通，圓弧槽的頂部與通水孔相連接。高于浮動板頂部的水會直接進入浮動板頂部設(shè)的通水孔，進而通過與第一安裝部相連通的通水管排出高壓加熱器外進行循環(huán)使用。

如圖3所示，高壓加熱器上安裝有液位計，用于觀察高壓加熱器內(nèi)的水位。高壓加熱器的側(cè)壁上設(shè)有安裝槽，液位計與安裝槽相配合。高壓加熱器上還安裝有液位控制模塊，液位控制模塊設(shè)于高壓加熱器的一側(cè)，并與高壓加熱器的側(cè)壁和底部均連接。

圖3 高壓加熱器疏水液位控制輔助裝置的軸測圖

2.2 工作原理

如圖4所示，液位控制模塊的工作過程為：當(dāng)高壓加熱器內(nèi)的水位上升時，汽量信號減小，通過氣相管傳遞給汽液兩相流疏水器，汽液兩相流疏水器內(nèi)液位上升，疏水排水量增大，最終使高壓加熱器內(nèi)的水位下降；反之，當(dāng)高壓加熱器內(nèi)的水位下降時，汽量信號增大，通過氣相管傳遞給汽液兩相流疏水器，汽液兩相流疏水器內(nèi)的液位減小，疏水排出量減少，最終使高壓加熱器內(nèi)的水位上升，從而達到控制水位目的。

圖4 高壓加熱器疏水液位控制輔助裝置的使用狀態(tài)參考圖

本設(shè)計提供的高壓加熱器疏水液位控制輔助裝置，可以使高壓加熱器內(nèi)的水位更加平穩(wěn)，使水位的測量更加準(zhǔn)確；畢竟液位控制模塊的調(diào)節(jié)是小范圍的水位情況，在水位出現(xiàn)過多而且液位控制模塊的調(diào)節(jié)不過來時，因為高壓加熱器疏水液位控制輔助裝置，可以快速地把高壓加熱器內(nèi)的水汽排出，排出的水汽可以循環(huán)使用，也不會浪費能源。具體工作原理為：根據(jù)預(yù)定的水位，浮動板安裝于高壓加熱器內(nèi)部預(yù)定的高度，因為浮動板的高度跟水位相對應(yīng)，如果水位高于浮動板，那么沸騰的水和水汽會通過通水孔進入浮動板內(nèi)的空腔，這樣進入空腔的水會通過通水管排出高壓加熱器外，重新循環(huán)使用；當(dāng)水位低于浮動板，液位控制模塊從高壓加熱器往外排出的水會變少，最終水位上升，這樣就可以穩(wěn)定高壓加熱器內(nèi)的水位。

3 高壓加熱器疏水液位控制裝置的特點

本設(shè)計解決了傳統(tǒng)技術(shù)中存在的缺陷，有利于提高高壓加熱器水位的穩(wěn)定性和精準(zhǔn)性。

1）因為浮動板為圓環(huán)形板，而且圓環(huán)內(nèi)部設(shè)有圓弧槽，圓弧槽的頂部又與通水孔相通。圓環(huán)底部對沸騰的水面有平穩(wěn)的作用，這樣沸騰的水會集中于圓環(huán)中間的圓弧槽內(nèi)進行沸騰，帶動浮動板也進行晃動，通水孔在浮動板上均勻排布，這樣浮動板上對水流的采集也是均勻的，不會因為浮動板的晃動而影響浮動板對水流的采集。

2）第一安裝部與通水管相連接，這樣浮動板內(nèi)收集的水可以隨時從通水管排到高壓加熱器外，可以大大提升高壓加熱器內(nèi)當(dāng)水非常多需要往外排的時候的排水效率。

3）因為第二配合件與第二安裝部滑動連接，這樣第二配合件可以在第二安裝部上進行上下的晃動，當(dāng)水位正好高于預(yù)定高度一點時，第二安裝部因為沸騰的水而進行的晃動，浮動板上的通水孔就可以把高于浮動板的多余的水汽進行收集，進而以保證測得數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，這樣的話，高壓加熱器外的液位計所測得數(shù)據(jù)也會比傳統(tǒng)液位控制的數(shù)據(jù)±50 mm更小。