【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(cè)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(lái)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(duì) GB/T 2624-2006 計(jì)算出的流量偏大， 若不及時(shí)對(duì)計(jì)算程序予以更新將使主給水流量的測(cè)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(cè)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(cè)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 q_m 可用公式（1）確定：

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(cè)量流量時(shí)的溫度和壓力下的流體密度。
 
2、新舊國(guó)標(biāo)對(duì)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(lái)計(jì)算孔板的介質(zhì)可膨脹性系數(shù) ε；（3）對(duì)孔板上 、下游所要求的***小直管段長(zhǎng)度提出了全新及更長(zhǎng)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(zhǎng)度；
 
（5）采用 Joule Thamson（焦耳-湯姆森 ）系數(shù)對(duì)孔板下游的溫度進(jìn)行修正；
 
（6）對(duì)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(duì)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(duì)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：

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- _25.4^D )
 
式中：
 
β（＝d/D）—直徑比，直徑 d 和 D 以毫米（mm）表示；Re_D—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(duì)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+0.0312β^2.1-0.1840β⁸+0.0029β^2.5(10⁶/Re_D)^0.75

公式（3）各參數(shù)代表意義同公式（2）。
 
3、計(jì)算結(jié)果對(duì)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(shuō)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(duì)比如表 1 所示。
 表 1 可以看出相對(duì)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(duì)比
 

4、結(jié)束語(yǔ)：
 由孔板測(cè)得的主給水流量是核電廠運(yùn)行中監(jiān)測(cè)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(cè)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