Измерение расхода циркуляционной воды на ТЭЦ и АЭС в сложных гидравлических условиях

Учет воды в системах технического водоснабжения на современных тепловых и атомных станциях преследует несколько основных целей:

— удовлетворение требованиям природоохранного законодательства;

— коммерческий учет для расчетов за используемую воду с государством;

— технологический учет для контроля работы энергетического оборудования;

— непрерывный мониторинг КПД.

При этом, зачастую, встает вопрос выбора средств измерения расхода, способных измерять объемный расход воды с необходимой точностью.

Негативным фактором может служить сложность установки расходомеров традиционных типов в условиях недостаточных длин прямых участков, а также с учетом стесненности расположения существующих трубопроводов, особенно внутри здания машинного зала ТЭС. Для внедрения расходомеров на таких участках необходимо использовать современные подходы, которые будут описаны ниже.

Для измерения объемного расхода воды на всех циклах технического водоснабжения тепловых и атомных электростанций лучшим выбором является времяимпульсный метод измерения расхода (в зарубежной терминологии transit-time), который основан на разности времени прохождения акустического сигнала под углом к вектору скорости потока в прямом и обратном направлении. В этом случае поток жидкости, проходящей через акустический луч, увеличивает скорость звука вдоль луча в прямом направлении и уменьшает скорость звука вдоль луча в обратном направлении.

где:

Т_прям — время прохождения УЗ-сигнала от АП1 до АП2;

Т_обр — время прохождения УЗ-сигнала от АП2 до АП1;

с — скорость звука в воде;

V — средняя скорость течения вдоль акустического луча;

L — длина акустического луча (расстояние между АП1 и АП2);

θ — угол между акустическим лучом и направлением потока.

Измерив время прохождения сигнала Т_прям и Т_обр, можно определить среднюю скорость течения жидкости вдоль акустического луча V:

Основной проблемой при вычислении расхода через наполненный водовод является неопределенность профиля скоростей по сечению, что препятствует вычислению средней по сечению скорости. При этом неопределенность профиля скоростей и возможные допущения при его прогнозировании — это основные источники погрешностей измерения расхода.