本发明涉及一种稳压器及液位测量装置，液位测量装置包括第一参考管、第二参考管、补水管、测量接口以及压力测量装置。第一参考管、第二参考管立设在稳压器内；补水管向第一参考管、第二参考管内补水，保证第一参考管、第二参考管内的液位分别保持在第一高度、第二高度。压力测量装置通过测量接口分别测量第一参考管、第二参考管内的液面位置到测量接口所在高度的压力、以及稳压器内液面位置到测量接口所在高度的压力，利用液位测量装置，从结构上削弱差压计两根参考管中介质温度和压力的影响，有效的消除介质密度和平台摇摆所造成的误差，从而提高液位测量信号的精度，确保稳压器水位控制系统的正常运行，有效的提高了核电厂的安全性和经济性。
1.一种用于海上浮动平台稳压器的液位测量装置，其特征在于，包括第一参考管(21)、第二参考管(22)、补水管(23)、测量接口(24)以及压力测量装置；
所述第一参考管(21)、第二参考管(22)立设在稳压器(1)内；
所述补水管(23)一端设置于所述稳压器(1)外并接入补给水，另一端位于所述稳压器(1)内为所述第一参考管(21)、第二参考管(22)补水，保证所述第一参考管(21)、第二参考管(22)内的液位分别保持在第一高度(h1)、第二高度(h2)，且所述第一高度(h1)高出所述第二高度(h2)，所述第二高度(h2)高出所述稳压器(1)的正常液面高度；
所述测量接口(24)设置在所述稳压器(1)的侧壁下端，所述第一参考管(21)的下端、第二参考管(22)的下端分别与所述测量接口(24)连接导通；
所述压力测量装置包括液压计，所述液压计与所述测量接口(24)连接，分别测量所述第一参考管(21)、第二参考管(22)内的液面位置到所述测量接口(24)所在高度的压力、以及所述稳压器(1)内液面位置到所述测量接口(24)所在高度的压力，以根据所测量的压力计算得出所述稳压器(1)的液位高度。
2.根据权利要求1所述的用于海上浮动平台稳压器的液位测量装置，其特征在于，所述第一参考管(21)上端设有第一进水口(211)和至少一个第一溢水口(212)；
所述第一进水口(211)供所述补水管(23)向所述第一参考管(21)内补水，在所述第一参考管(21)内的液位高出所述第一高度(h1)时，所述第一参考管(21)内的冷却剂从所述第一溢水口(212)流出；
所述第二参考管(22)上端设有第二进水口(221)和至少一个第二溢水口(222)；
所述第二进水口(221)供所述补水管(23)向所述第二参考管(22)内补水，在所述第二参考管(22)内的液位高出所述第二高度(h2)时，所述第二参考管(22)内的冷却剂从所述第二溢水口(222)流出。
3.根据权利要求2所述的用于海上浮动平台稳压器的液位测量装置，其特征在于，所述第一溢水口(212)的高度位置不高出所述第一进水口(211)的高度位置；
所述第二溢水口(222)的高度位置不高出所述第二进水口(221)的高度位置。
4.根据权利要求3所述的用于海上浮动平台稳压器的液位测量装置，其特征在于，所述第一溢水口(212)位于所述第一参考管(21)的侧面，所述第一进水口(211)、第一溢水口(212)均高于所述稳压器(1)的正常液面高度。
5.根据权利要求3所述的用于海上浮动平台稳压器的液位测量装置，其特征在于，所述第二溢水口(222)位于所述第二参考管(22)的侧面，所述第二进水口(221)、第二溢水口(222)均高于所述稳压器(1)的正常液面高度。
6.根据权利要求2所述的用于海上浮动平台稳压器的液位测量装置，其特征在于，所述第一进水口(211)与所述第二进水口(221)在轴向方向上错开设置，并且第一进水口(211)和所述第二进水口(221)均位于所述稳压器(1)的中轴线位置。
7.根据权利要求1所述的用于海上浮动平台稳压器的液位测量装置，其特征在于，所述测量接口(24)包括与所述第一参考管(21)、第二参考管(22)对应连接导通的两个参考管接口(241)，以及用于测量所述稳压器(1)内的液位压力的液位接口(242)。
8.根据权利要求7所述的用于海上浮动平台稳压器的液位测量装置，其特征在于，所述液位计为差压式液位计；
所述液位接口(242)包括三个，分别供液位计安装。
9.根据权利要求1所述的用于海上浮动平台稳压器的液位测量装置，其特征在于，所述补水管(23)包括主管道(231)以及连接在所述主管道(231)一端的两根支管(232)，两根所述支管(232)分别伸入到所述第一参考管(21)、第二参考管(22)内进行补水。
10.根据权利要求1所述的用于海上浮动平台稳压器的液位测量装置，其特征在于，所述补水管(23)的补水来自一回路冷却剂热侧。
11.根据权利要求8所述的用于海上浮动平台稳压器的液位测量装置，其特征在于，所述压力测量装置还包括与各所述液位计通信连接，以根据测得的各压力得出所述稳压器(1)的液位高度的控制单元。
12.一种稳压器(1)，其特征在于，包括权利要求1至11任一项所述的液位测量装置(2)。
13.根据权利要求12所述的稳压器(1)，其特征在于，所述稳压器(1)包括筒体(11)和上封头(12)、下封头(13)，所述下封头(13)通过波动管管嘴(131)与波动管相连，所述下封头(13)上布置有电加热器(132)，用于稳压器(1)内部水的加热与汽化，所述上封头(12)上安装有喷淋喷头(121)和安全阀(122)；
所述稳压器(1)内还设有支撑结构(25)，对所述第一参考管(21)、第二参考管(22)固定定位。
稳压器及用于海上浮动平台稳压器的液位测量装置
技术领域
[0001] 本发明涉及核电领域，更具体地说，涉及一种稳压器及用于海上浮动平台稳压器的液位测量装置。
背景技术
[0002] 核电站稳压器是通过控制稳压器内部的水位来实现对一回路冷却剂系统的压力控制和调节。
[0003] 稳压器通过波动管与一回路系统相连，在稳压器内设置了喷雾器和电加热器，反应堆运行时，一回路的冷却剂体积随着功率的升高或降低而发生膨胀和收缩，进而引起稳压器中水位的上升和下降。
[0004] 当稳压器内压力随液位增加而增加时，可通过水的喷淋使蒸汽凝结以降压；当压力下降时，可通过电加热器加热水使其蒸发，致使其汽空间蒸汽密度增加以升压，从而调节整个系统的压力，使稳压器起到有效稳定系统压力的作用。
[0005] 稳压器液位控制系统对稳压器的水位进行控制，其中液位测量装置是该系统重要组成部分，液位测量的可靠性和精确性对系统的安全性非常重要。尤其在海上浮动平台上，受海洋波浪和洋流影响，稳压器内部汽水分界面面会产生晃荡现象，该现象对液位测量会产生较大影响。
[0006] 在海浪、风、洋流等外部激励，或自身运动条件下，在稳压器内水剧烈的晃荡作用下，稳压器的结构完整性可能会遭到破坏，同时，稳压器内的水位测量也会受到影响，导致停堆信号的误触发等。
发明内容
[0007] 本发明要解决的技术问题在于，提供一种稳压器及用于海上浮动平台稳压器的液位测量装置。
[0008] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种用于海上浮动平台稳压器的液位测量装置，包括第一参考管、第二参考管、补水管、测量接口以及压力测量装置；
[0009] 所述第一参考管、第二参考管立设在所述稳压器内；
[0010] 所述补水管一端设置于所述稳压器外并接入补给水，另一端位于所述稳压器内为所述第一参考管、第二参考管补水，保证所述第一参考管、第二参考管内的液位分别保持在第一高度、第二高度，且所述第一高度高出所述第二高度，所述第二高度高出所述稳压器的正常液面高度；
[0011] 所述测量接口设置在所述稳压器的侧壁下端，所述第一参考管的下端、第二参考管的下端分别与所述测量接口连接导通；
[0012] 所述压力测量装置与所述测量接口连接，分别测量所述第一参考管、第二参考管内的液面位置到所述测量接口所在高度的压力、以及所述稳压器内液面位置到所述测量接口所在高度的压力，以根据所测量的压力计算得出所述稳压器的液位高度。
[0013] 优选地，所述第一参考管上端设有第一进水口和至少一个第一溢水口；
[0014] 所述第一进水口供所述补水管向所述第一参考管内补水，在所述第一参考管内的液位高出所述第一高度时，所述第一参考管内的冷却剂从所述第一溢水口流出；
[0015] 所述第二参考管上端设有第二进水口和至少一个第二溢水口；
[0016] 所述第二进水口供所述补水管向所述第二参考管内补水，在所述第二参考管内的液位高出所述第二高度时，所述第二参考管内的冷却剂从所述第二溢水口流出。
[0017] 优选地，所述第一溢水口的高度位置不高出所述第一进水口的高度位置。
[0018] 优选地，所述第一溢水口位于所述第一参考管的侧面，所述第一进水口、第一溢水口均高于所述稳压器的正常液面高度。
[0019] 优选地，所述第二溢水口的高度位置不高出所述第二进水口的高度位置。
[0020] 优选地，所述第二溢水口位于所述第二参考管的侧面，所述第二进水口、第二溢水口均高于所述稳压器的正常液面高度。
[0021] 优选地，所述第一进水口与所述第二进水口(221)在轴向方向上错开设置，并且第一进水口(211)和所述第二进水口(221)均位于所述稳压器的中轴线位置。
[0022] 优选地，所述测量接口包括与所述第一参考管、第二参考管对应连接导通的两个参考管接口，以及用于测量所述稳压器内的液位压力的液位接口。
[0023] 优选地，所述压力测量装置包括液位计，所述液位计为差压式液位计。
[0024] 优选地，所述液位接口包括三个，分别供液位计安装。
[0025] 优选地，所述补水管包括主管道以及连接在所述主管道一端的两根支管，两根所述支管分别伸入到所述第一参考管、第二参考管内进行补水。
[0026] 优选地，所述补水管的补水来自一回路冷却剂热侧。
[0027] 优选地，所述压力测量装置还包括与各所述液位计通信连接，以根据测得的各压力得出所述稳压器的液位高度的控制单元。
[0028] 一种稳压器，包括所述的液位测量装置。
[0029] 优选地，所述稳压器包括筒体和上封头、下封头，所述下封头通过波动管管嘴与波动管相连，所述下封头上布置有电加热器，用于稳压器内部水的加热与汽化，所述上封头上安装有喷淋喷头和安全阀。
[0030] 优选地，所述稳压器内还设有支撑结构，对所述第一参考管、第二参考管固定定位。
[0031] 实施本发明的稳压器及用于海上浮动平台稳压器的液位测量装置，具有以下有益效果：稳压器利用液位测量装置，从结构上削弱差压计两根参考管中介质温度和压力的影响，有效的消除介质密度和平台摇摆所造成的误差，从而提高液位测量信号的精度，确保稳压器水位控制系统的正常运行，有效的提高了核电厂的安全性和经济性。
[0032] 同时，本发明可应用于在摇摆工况下具有精确液位测量需求的其他高温高压的容器上，具有良好的可拓展性，不仅适用于普通容器液位测量，同时可用于海洋摇摆平台上容器的液位测量。
[0033] 通过采用本发明，可以提高浮动平台上核电厂的安全性和可靠性，可以有效的解决摇摆工况下液位测量的可靠性，同时不会影响稳压器维持一回路系统压力的正常功能。
附图说明
[0034] 下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
[0035] 图1是本发明实施例中的稳压器的剖面结构示意图；
[0036] 图2是图1中的稳压器的仰视方向示意图。
具体实施方式
[0037] 为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
[0038] 如图1所示，本发明一个优选实施例中的稳压器1应用于海上浮动平台，目前核电厂稳压器1，本体为高温高压大容积圆柱型筒体11结构，其中具有能够自由运动的汽液分离面，并通过液位测量系统进行液位的控制。
[0039] 稳压器1包括筒体11和上封头12、下封头13，下封头13通过波动管管嘴131与波动管相连，下封头13上布置有电加热器132，用于稳压器1内部水的加热与汽化，提升稳压器1内的压力，上封头12上安装有喷淋喷头121和安全阀122，用于向稳压器1内喷淋冷却剂降低稳压器1内的压力。
[0040] 稳压器1上还设有液位测量装置2，液位测量装置2包括第一参考管21、第二参考管22、补水管23、测量接口24以及压力测量装置。
[0041] 第一参考管21、第二参考管22立设在稳压器1内，稳压器1内还设有支撑结构25，对第一参考管21、第二参考管22固定定位。
[0042] 补水管23一端设置于稳压器1外并接入补给水，另一端位于所述稳压器(1)内为第一参考管21、第二参考管22补水，保证第一参考管21、第二参考管22内的液位分别保持在第一高度h1、第二高度h2，且第一高度h1高出第二高度h2，第二高度h2高出稳压器1的正常液面高度。
[0043] 通常，补水管23以较小的流量分别为第一参考管21、第二参考管22补水，保证第一参考管21、第二参考管22内水位永处于满水状态。补水管23的补水来自一回路冷却剂热侧，保证其温度与稳压器内水温接近，避免由于温度对测量结果造成影响。
[0044] 优选地，第一参考管21、第二参考管22并排设置，第一参考管21的上端设有弯管，使第一参考管21上端的第一进水口211与第二参考管22上端的第二进水口221在轴向方向上错开设置，并且第一进水口(211)和所述第二进水口(221)均位于稳压器1的中轴线位置。在稳压器倾斜时，第一参考管21、第二参考管22内的液面始终位于稳压器的中轴线上，不会受到稳压器内晃荡的溶液的干扰，保证第一参考管21、第二参考管22内液面到测量接口24所在高度的压力稳定。在其他实施例中，第一参考管21、第二参考管22也可偏离稳压器1的中轴线位置。
[0045] 第一参考管21的上端、第二参考管22的上端分别作为对应的进水口供补水管23向内注入冷却剂，对应的，第一参考管21的上端高于第二参考管22的上端，第二参考管22的上端高于稳压器1的正常液面高度，让第一参考管21、第二参考管22内的液位高度保持在不同高度。
[0046] 测量接口24设置在稳压器1的侧壁下端，第一参考管21的下端、第二参考管22的下端分别与测量接口24连接导通，可以通过测量接口24来测量第一参考管21、第二参考管22内的液面位置到测量接口24所在高度位置的压力，以及测量稳压器1内的液面位置到测量接口24所在高度位置的压力。
[0047] 压力测量装置与测量接口24连接，分别测量第一参考管21、第二参考管22内的液面位置到测量接口24所在高度的压力、以及稳压器1内液面位置到测量接口24所在高度的压力，以根据所测量的压力计算得出稳压器1的液位高度。
[0048] 本申请中采用双参考管水位测量装置的原理，是利用了稳压器本体液位测量接管、高参考管水位测量接管、低参考管水位测量接管两两之间的压差和其压力表产生的电流信号成正比的原理：由于高低参考管内水位为常数，其液柱高度差也为常数，因此两者间压差也为常数，测量管和高低参考管之间的压差为变数，随水位变化而变化。
[0049] 例如；I1:为第二参考管22内的水位与稳压器1内的液位之间的压差产生的电流信号；I2：为第一参考管21内的水位与稳压器1内的液位之间的压差产生的电流信号；I：为第一参考管21内的水位与第二参考管22内的水位之间的压差产生的电流信号，I1、I2、I的电流信号通过测量系统做除法运算(I1/I、I2/I)后分别输出为电流信号(ICF1，ICF2)，该电流信号消除了介质温度、压力变化、及船体倾斜摇摆对液位的影响测量。
[0050] 该输出的电流信号仅与液位差成正比，所以该装置可以通过参考管与稳压器之间的液位差及其测量系统的除法运算来实现摇摆工况下稳压器内液位的精确测量，避免了由于摇摆工况、介质密度及压力变化等因素造成的测量误差。满足了稳压器水位测量的精度要求。
[0051] 压力测量装置还包括与各液位计通信连接，以根据测得的各压力得出稳压器1的液位高度的控制单元,控制单元根据相应的运算得出稳压器1的液位高度。
[0052] 压力测量装置在测量接口24测得的稳压器1内液体的差压设为A，压力测量装置在测量接口24测得的第一参考管21、第二参考管22内的差压分别设为B、C，B、C作为定值，根据水位情况变化为变值，B、C之间的压差为ΔP，A、B之间压差值为ΔP2，A、C之间压差值为ΔP1，ΔP1与ΔP2是随水位变化而变化的，ΔP则不变，其值取决于两个参考管中液位之差。ΔP、ΔP1、ΔP2三者分别两两进行除法运算，得出稳压器1内液体的深度，从而消除了介质密度、温度和压力变化对水位的影响；此外还克服了摇摆和倾斜对测量的影响。
[0053] 本发明采用双参考管式差压计测量结构，之所以能够适用于海洋摇摆工况下的稳压器1液位测量，是通过对差压计输出信号进行除法处理，从而克服介质密度和平台摇摆所造成的误差。
[0054] 稳压器1利用液位测量装置2，从结构上削弱差压计两根参考管中介质温度和压力的影响，有效的消除介质密度和平台摇摆所造成的误差，从而提高液位测量信号的精度，确保稳压器1水位控制系统的正常运行，有效的提高了核电厂的安全性和经济性。
[0055] 同时，本发明可应用于在摇摆工况下具有精确液位测量需求的其他高温高压的容器上，具有良好的可拓展性，不仅适用于普通容器液位测量，同时可用于海洋摇摆平台上容器的液位测量。
[0056] 通过采用本发明，可以提高浮动平台上核电厂的安全性和可靠性，可以有效的解决摇摆工况下液位测量的可靠性，同时不会影响稳压器1维持一回路系统压力的正常功能。
[0057] 第一参考管21上端设有第一进水口211和第一溢水口212；第一进水口211供补水管23向第一参考管21内补水，在第一参考管21内的液位高出第一高度h1时，第一参考管21内的冷却剂从第一溢水口212流出。
[0058] 第一溢水口212的高度位置不高出第一进水口211的高度位置，第一溢水口212的数量可以为一个或多个，让第一参考管21内高出第一溢水口212的高度位置的冷却剂及时流出。
[0059] 第一溢水口212位于第一参考管21的侧面，第一进水口211、第一溢水口212均高于稳压器1的正常液面高度，让第一参考管21内的液位高度保持在高于正常液面的第一高度h1。
[0060] 第二参考管22上端设有第二进水口221和第二溢水口222；第二进水口221供补水管23向第二参考管22内补水，在第二参考管22内的液位高出第二高度h2时，第二参考管22内的冷却剂从第二溢水口222流出。
[0061] 第二溢水口222高度位置不高出第二进水口221的开口的高度位置，第二溢水口222的数量可以为一个或多个，让第二参考管22内高出第二溢水口222的高度位置的冷却剂及时流出。
[0062] 第二溢水口222位于第二参考管22的侧面，第二进水口221、第二溢水口222均高于稳压器1的正常液面高度，让第二参考管22内的液位高度保持在高于正常液面的第二高度h2。
[0063] 结合图2所示，测量接口24包括与第一参考管21、第二参考管22对应连接导通的两个参考管接口241，以及用于测量稳压器1内的液位压力的液位接口242。
[0064] 压力测量装置包括液位计，通常，液位计为差压式液位计，选择核一级仪表。两个液位计分别插入到两个参考管接口241内，测量第一参考管21、第二参考管22内的压力。
[0065] 优选地，液位接口242包括三个，分别供三个液位计安装。三个液位计同时测量稳压器1内的压力，在获取稳压器1内的液体的差压时，可以将三个液位计测得的数据平均，也可取最高值，防止超过最高警戒水位。
[0066] 液位接口242同时设置液位计，可以在其中两组液位计坏了后，还有一组液位计备用，提升了安全性。
[0067] 本发明可保证在海洋摇摆倾斜条件等情况下稳压器1液位的精确测量，从而保证一回路压力控制的可靠性；并且独立的液位接口242与参考管接口241分开，增加了设备及系统的冗余性，提高了设备的安全性。通过设置两组参考管接口241和三组液位接口242，保证了较高的测量精度。
[0068] 补水管23包括主管道231以及连接在主管道231一端的两根支管232，两根支管232分别伸入到第一参考管21、第二参考管22内进行补水，主管道231的另一端穿设到稳压器1外，连接冷源。
[0069] 稳压器1克服了由于温差引起的介质密度差对水位测量的影响；消除了由于海洋工况造成的稳压器1摇摆倾斜所造成的液位测量的误差；提高液位测量信号的精度，确保稳压器1水位控制系统的正常运行；增强核电厂的环境适应能力，提高核电厂的经济性。
[0070] 本发明的优点：
[0071] 1.受介质和外部环境影响小，测量精度高。
[0072] 利用本发明的结构，能够很好地消除由介质密度和倾斜摇摆工况造成的液位偏差，提高了液位测量的精度。
[0073] 2.提高了核电厂的环境适应能力。
[0074] 该发明的应用，可以使核电厂在倾斜摇摆等较为恶劣的环境中持续运行，不会因液位测量误差太大而造成核电厂的误报警甚至误停堆，增强了核电厂的环境适应能力。
[0075] 3.保证了测量精度，降低了控制难度，提高了系统安全性。
[0076] 通过采用本发明，能有效的提高摇摆工况下液位测量的精度和准确性，从而提高系统的安全性，对于维持一回路系统的压力具有重要的意义。
[0077] 4.结构简单，方便制造。
[0078] 本发明结构简单，方便生产制造，可根据实际情况进行批量制造；还可以针对不同尺寸的容器和测量需求进行改造，便于推广应用。
[0079] 5.应用广泛。
[0080] 既可应用于现有蒸汽稳压器1，也可应用于有液位测量需求的类似压力容器上面；可应用于不同类型的反应堆堆型；既可以应用于海上浮动堆，也可应用于破冰船等。
[0081] 可以理解地，上述各技术特征可以任意组合使用而不受限制。
[0082] 以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
