【摘 要】在核電廠，在主給水管路上裝有孔板流量計，用于準確測量主給水流量。計算孔板流量的新的標準 GB/T 2624-2006 于 2007年 7月 1 日實施，并代替 GB/T 2624-1993。 本文詳細介紹了孔板流量的新舊標準的不同，并通過計算表明采用不同標準給計算結果帶來的差異。


0、引言：
 某核電四臺機組的主給水流量孔板由上海節流裝置制造有限公司生產，取壓方式為法蘭取壓。 以這四臺幾組為例采用不同的孔板流量計算標準計算流量后， 發現采用 GB/T 2624-1993 計算出的流量相對 GB/T 2624-2006 計算出的流量偏大， 若不及時對計算程序予以更新將使主給水流量的測量產生偏差，從而影響機組熱功率和電功率的計算。
 
1、孔板的測量原理：
 孔板是由機械加工獲得的一塊圓形穿孔的薄板。 它的節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。 孔板流量計的測量原理是以孔板安裝在充滿流體的管線中為依據的，孔板的存在使板的上游側與下游側之間產生一個靜壓差。 質量流量 q_m 可用公式（1）確定：

式中：
 
C—流出系數；
 
β（＝d/D）—直徑比，直徑 d 和 D 以毫米（mm）表示；ε—可膨脹性系數；d—節流孔直徑（mm）；
 
p—靜壓差（kPa）；ρ—測量流量時的溫度和壓力下的流體密度。
 
2、新舊國標對比：
 
計算孔板流量的新的標準 GB/T 2624-2006 于 2007 年 7 月 1 日實施，并代替 GB/T 2624-1993。 新的標準在孔板部分有以下七條變化：
 
（1）孔板流出系數的公式改變了，用 R/G 公式取代了 Stolz ISO 5167 公式；
 
（2）采用新公式來計算孔板的介質可膨脹性系數 ε；（3）對孔板上 、下游所要求的***小直管段長度提出了全新及更長的要求；
 
（4）如在孔板上游安裝流動調整器 ，則可適當縮短孔板上游直管段長度；
 
（5）采用 Joule Thamson（焦耳-湯姆森 ）系數對孔板下游的溫度進行修正；
 
（6）對孔板上游管道內壁粗糙度 、孔板不同軸度及不平度提出新的限制要求；
 
（7）對孔板上游管道連接處***大允許的臺階值有新規定。

圖 1 標準孔板

圖 2  法蘭取壓口的間距
圖 1 是一標準孔板，圖 2 是法蘭取壓口的間距。 對法蘭取壓孔板在計算中產生影響的只有流出系數的公式改變。
 
GB/T 2624-2006 中流出系數 C 用 Reader-Harris/Gallagher（1998）
 
公式（2）計算：

若 D<71.12mm（2.8 in），應把下列項加入公式（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 D 計算出的雷諾數；
 
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；
對于法蘭取壓口 L₁＝L₂^′＝ ^25.4
D
GB/T 2624-1993 中流出系數 C 用 Stolz 公式（3）計算：
C=0.5959+0.0312β^2.1-0.1840β⁸+0.0029β^2.5(10⁶/Re_D)^0.75

公式（3）各參數代表意義同公式（2）。
 
3、計算結果對比：
 計算標準的改變引起了流量計算公式中流出系數 C 的改變，從而影響到機組的主給水流量、熱功率和電功率。 以某核電四臺機組為例說明由于標準改變而引起的主給水流量、熱功率和電功率等參數變化的大小，該核電機組主給水流量孔板由上海儀昌節流裝置制造有限公司生產，取壓方式為法蘭取壓。 參數對比如表 1 所示。
 表 1 可以看出相對新標準 ， 采用舊標準計算得出的流出系數偏大 ，從而計算得出的主給水流量、熱功率和電功率都偏大。 四臺機組的偏差幅度相近，主給水流量偏大約 12t/h，熱功率偏大約 6MW，按照發電機效率 35%計算出電功率偏大約 2.1MW。
表 1**新舊標準的計算結果對比
 

4、結束語：
 由孔板測得的主給水流量是核電廠運行中監測的重要參數，該參數直接影響到機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算中采用的是 GB/T 2624-1993。 若不及時更新計算程序，則會導致測得的主給水流量偏大，影響了機組熱功率計算的準確性，從而限制了機組出力。 _S