一种高压加热器疏水液位控制辅助装置的设计

陈玉华

（江苏电子信息职业学院智能制造学院，江苏 淮安 223003）

高压加热器是压水堆核电站常规岛中的重要辅机设备[1]。高压加热器的安全投运，不仅可以提高机组的热效率，还能确保核电站的安全可靠运行[2]。高压加热器疏水位控制包括浮球控制、电动控制和气动控制。其中，浮球液位控制器适用于对各种容器内液体的液位控制，当液位到达上、下切换值时，控制器触点发出通断开关式信号；
与气动液位控制器类似，电动液位控制器中浮筒利用置换原理，将浮力转换为机械运动，引起摆臂及切线臂的微小位移，使高低液位对应的接近开关动作，输出ON/OFF电气信号，控制电动阀开闭，实现液位控制。

传统的液位控制方法存在寿命短和工作性能不太可靠的问题，控制的水位的范围也比较大，而且一旦产生的太多汽水混合物排入大气，就造成了能源的浪费。因为在高压加热器内，本身水位都不稳定，测得的数据也不会很准确，导致水位的控制得不到非常精准的数值，影响工作人员对液位的判断。基于此，有必要针对传统高压加热器水位不稳的问题，提供一种更为实用的高压加热器疏水液位控制辅助装置。

2.1 基本结构

如图1所示，高压加热器疏水液位控制辅助装置的主要结构为：高压加热器外壁上设有通水管，内壁设有安装部，安装部包括第一安装部和第二安装部，第一安装部与通水管相连接，高压加热器内壁还设有浮动板。

图1 高压加热器疏水液位控制辅助装置的剖视图

如图2所示，浮动板两侧分别设有第一配合件和第二配合件，第一配合件与第一安装部相配合，第二配合件与第二安装部滑动连接；
浮动板内设有空腔，空腔与通水管相连通，浮动板顶部设有不止一个通水孔，通水孔与空腔相连通。

图2 浮动板的结构示意图

第一安装部为安装环，第一配合件为圆环，圆环的尺寸与安装环相匹配，这样第一安装部和第一配合件会安装得更加稳定。第二安装部为凹槽，第二配合件为配合环，配合环与凹槽滑动连接。因为高压加热器内部的水面会进行上下的浮动，第二配合件可以在凹槽进行滑动，这样第二配合件会随水位的晃动进行上下的浮动。凹槽的长边的方向与高压加热器的轴向方向保持一致，这样可以保证第二配合件的滑动保持竖直方向。如果水位恰好高于预定位置一点，也会有多余的水进入浮动板，这样可以稳定高压加热器内部的水位。

通水孔设于浮动板的顶部，通水孔沿浮动板的周向均匀间隔排布。浮动板上设有圆弧槽，圆弧槽的截面为圆弧形，圆弧槽与浮动板的顶部和底部均连通，圆弧槽的顶部与通水孔相连接。高于浮动板顶部的水会直接进入浮动板顶部设的通水孔，进而通过与第一安装部相连通的通水管排出高压加热器外进行循环使用。

如图3所示，高压加热器上安装有液位计，用于观察高压加热器内的水位。高压加热器的侧壁上设有安装槽，液位计与安装槽相配合。高压加热器上还安装有液位控制模块，液位控制模块设于高压加热器的一侧，并与高压加热器的侧壁和底部均连接。

图3 高压加热器疏水液位控制辅助装置的轴测图

2.2 工作原理

如图4所示，液位控制模块的工作过程为：当高压加热器内的水位上升时，汽量信号减小，通过气相管传递给汽液两相流疏水器，汽液两相流疏水器内液位上升，疏水排水量增大，最终使高压加热器内的水位下降；
反之，当高压加热器内的水位下降时，汽量信号增大，通过气相管传递给汽液两相流疏水器，汽液两相流疏水器内的液位减小，疏水排出量减少，最终使高压加热器内的水位上升，从而达到控制水位目的。

图4 高压加热器疏水液位控制辅助装置的使用状态参考图

本设计提供的高压加热器疏水液位控制辅助装置，可以使高压加热器内的水位更加平稳，使水位的测量更加准确；
毕竟液位控制模块的调节是小范围的水位情况，在水位出现过多而且液位控制模块的调节不过来时，因为高压加热器疏水液位控制辅助装置，可以快速地把高压加热器内的水汽排出，排出的水汽可以循环使用，也不会浪费能源。具体工作原理为：根据预定的水位，浮动板安装于高压加热器内部预定的高度，因为浮动板的高度跟水位相对应，如果水位高于浮动板，那么沸腾的水和水汽会通过通水孔进入浮动板内的空腔，这样进入空腔的水会通过通水管排出高压加热器外，重新循环使用；
当水位低于浮动板，液位控制模块从高压加热器往外排出的水会变少，最终水位上升，这样就可以稳定高压加热器内的水位。

本设计解决了传统技术中存在的缺陷，有利于提高高压加热器水位的稳定性和精准性。

1）因为浮动板为圆环形板，而且圆环内部设有圆弧槽，圆弧槽的顶部又与通水孔相通。圆环底部对沸腾的水面有平稳的作用，这样沸腾的水会集中于圆环中间的圆弧槽内进行沸腾，带动浮动板也进行晃动，通水孔在浮动板上均匀排布，这样浮动板上对水流的采集也是均匀的，不会因为浮动板的晃动而影响浮动板对水流的采集。

2）第一安装部与通水管相连接，这样浮动板内收集的水可以随时从通水管排到高压加热器外，可以大大提升高压加热器内当水非常多需要往外排的时候的排水效率。

3）因为第二配合件与第二安装部滑动连接，这样第二配合件可以在第二安装部上进行上下的晃动，当水位正好高于预定高度一点时，第二安装部因为沸腾的水而进行的晃动，浮动板上的通水孔就可以把高于浮动板的多余的水汽进行收集，进而以保证测得数据的准确性，这样的话，高压加热器外的液位计所测得数据也会比传统液位控制的数据±50 mm更小。

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