專利名稱：在脈沖狀態(tài)下測量脈沖萃取柱介質(zhì)參數(shù)的測量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在脈動條件下，使用吹氣裝置測量放射性脈沖萃取柱界面、密度、液位等參數(shù)的穩(wěn)定精確測量技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
脈沖萃取柱是上世紀(jì)六十年代根據(jù)核電站乏燃料后處理的需要發(fā)展起來的，在隨后四十多年的工業(yè)應(yīng)用中，脈沖萃取柱所具有的結(jié)構(gòu)和萃取效率方面的優(yōu)勢，使其在乏燃料后處理中得到廣泛應(yīng)用，也成為高放射性廢液分離流程中的關(guān)鍵設(shè)備之一。脈沖萃取柱在乏燃料后處理試驗(yàn)廠(中試廠)工藝生產(chǎn)過程中主要用于萃取和反萃，它的運(yùn)行情況直接影響到工藝生產(chǎn)過程。在脈沖萃取柱的運(yùn)行過程中，主要是通過液位、界面、柱重等參數(shù)來監(jiān)督柱子的運(yùn)行情況，以方便工藝操作人員的判斷。在乏燃料處理過程中，由于乏燃料的放射性，脈沖萃取柱均安裝于熱室之中，選擇何種測量方法實(shí)現(xiàn)此類設(shè)備液位、界面、柱重及倒空信號等關(guān)鍵參數(shù)的測量，是一個(gè)很重要的環(huán)節(jié)，選擇的測量方法既要能夠?qū)崿F(xiàn)參數(shù)的準(zhǔn)確測量，同時(shí)也要便于熱室條件下的檢修、維保。我國老的放射性核設(shè)施多采用桿式儀表，此類儀表測量精度低、檢修困難、放射性高，易對檢修人員及廠房環(huán)境造成污染，已不適于測量需要；一些新型儀表，如超聲波液位計(jì)、密度計(jì)、界面儀雖然測量精度高、性能穩(wěn)定，亦可完成測量工作，但存在強(qiáng)放射環(huán)境下儀表的檢修維護(hù)問題；鑒于國外后處理廠采用吹氣法測量的應(yīng)用情況，最終選擇采用吹氣測量這種測量技術(shù)，以期能夠快速準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)脈沖萃取柱液位、界面和柱重及倒空信號等參數(shù)的測量，為工藝系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行提供可靠的數(shù)據(jù)依據(jù)。

前期的使用中，采用了如

圖1所示的測量系統(tǒng)，其中，脈沖萃取柱，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，上端為上擴(kuò)大段，中間為板段，下端為下擴(kuò)散段，下擴(kuò)散段中，安裝有周期性的鼓入氣體，使萃取柱的介質(zhì)產(chǎn)生脈沖波動的脈沖腿，在生產(chǎn)過程中，需要對萃取柱的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行測量。由于不能采用接觸式的測量方式，使用吹氣裝置作為非接觸參數(shù)測量的一次裝置，其測量值單位為差壓，將其轉(zhuǎn)換為操作人員所需的工程單位。上述脈沖萃取柱的運(yùn)行環(huán)境為動態(tài)打脈沖條件，使該參數(shù)能穩(wěn)定、真實(shí)的反映現(xiàn)場實(shí)際工況，參與脈沖萃取柱中不同介質(zhì)的分界面(簡稱界面)高度調(diào)節(jié)，保證脈沖萃取柱系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，這是一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。其中，如圖1 所示，設(shè)置有 Y3-176、Y3-177、Y3-189、Y3-190、Y3-191、Y3-192 為吹氣管。在測試系統(tǒng)中，通過I/O采集模塊直接采集現(xiàn)場壓差變送器測量的壓力差信號APi, APff, APDo、APDa, APL,#.^kPa ；其中，APi為界面測量用壓力差，單位:Kpa，由2個(gè)吹氣管進(jìn)行測量；在萃取工作過程中，萃取柱中的界面高度被要求處于預(yù)定的控制測量范圍之內(nèi)，在此高度范圍的上限和下限處分別布置2根吹氣管(Y3-190、Y3-191)，2根吹氣管分別連接到差壓變送器，下管的單管壓力減去上管的單管壓力得到APi,求差的過程由差壓變送器完成; Δ Pff~柱重測量用壓力差，kPa ；由2個(gè)吹氣管進(jìn)行測量，在萃取柱的中間部分的上端和下端分別布置2根吹氣管(Y3-177、Y3-189)，中間部分指進(jìn)行水相和有機(jī)相進(jìn)行混合的部分，又稱為板段，下管的單管壓力減去上管的單管壓力得到APw，求差的過程由差壓變送器完成；APl—液位測量用壓力差，kPa ;由2個(gè)吹氣管進(jìn)行測量，在空氣中布置I根上管(Y3-176)，作為標(biāo)準(zhǔn)參考管，另外I根下管設(shè)置在上擴(kuò)大段中底部，此處，可以共用測量柱重時(shí)使用的(Y3-177)，在柱子的中間部分(板段)的上端設(shè)置的吹氣管；Δ PD。、Δ PDa——密度測量用壓力差，分別對應(yīng)于有機(jī)相和水相，kPa ；設(shè)置2組共4根吹氣管分別對有機(jī)相和水相的壓差進(jìn)行測量，對應(yīng)于萃取時(shí)水相連續(xù)和有機(jī)相連續(xù)這兩種不同的情況，分別布置在不同位置，對于水相連續(xù)的情況，此情況下，界面在萃取柱的上擴(kuò)大段，在上擴(kuò)大段設(shè)置4根吹氣管；測水相密度的上管是測界面的下管(界面控制測量范圍下限處)，測水相密度的下管是測柱重的上管(板段上端)；2管壓力求差得到APlla ;測有機(jī)相密度的上管是單獨(dú)設(shè)置，在液面(即溢流孔)以下，在界面(控制測量范圍上限)以上；測有機(jī)相密度的下管與測界面的上管(界面控制測量范圍上限處)共用；2管壓力求差得到Λ PD。；對于有機(jī)相連續(xù)的情況，此情況下，界面在萃取柱的下擴(kuò)大段，在下擴(kuò)大段設(shè)置4根吹氣管；測水相密度的上管與測界面的下管共用(界面控制測量范圍的下限處)(Υ3-191)，測水相密度的下管單獨(dú)設(shè)置(Υ3-192)，在界面控制測量范圍下限以下，此處距萃取柱下擴(kuò)大段底部為30mm 50mm ；測有機(jī)相密度的下管與測界面的上管共用(Y3-190);測有機(jī)相密度的上管是測柱重的下管(板段的下端)(Y3-189)； 在測量上述變參量的同時(shí)，獲取預(yù)先存儲的實(shí)際的吹氣管管間距H1、Hdo、HDa、Hw、Hi，單位(mm)；得到壓力差之后，通過壓力差數(shù)據(jù)計(jì)算萃取柱參數(shù)；(I)計(jì)算密度D = (APD*lQ3)/(HD*g)式中:Hd——2個(gè)密度測量吹氣管位差，mm ;可以分別表示:HD。，HDa ；APd—密度測量用壓力差，由差壓變送器DT測得，kPa ;可以分別表示:ΛPD。，
δρΒ3；D——密度g/cm3 ;可以分別表示:D。，Da ；(2)計(jì)算液位；單一介質(zhì):L= ( Λ PL*103) / (D0*g)含兩相料液:L=((APL-APi)*103)/(Do*g)+HiΔ Pl—液位測量用壓力差，由差壓變送器LT測得，kPa ；
APi—界面測量用壓力差，由差壓變送器LiT測得，kPa ；D0——有機(jī)相密度，g/cm3 ；Hi——2個(gè)界面測量吹氣管位差，mm;L-液位，mm ;單一介質(zhì)、兩相料液是指上擴(kuò)大段中的介質(zhì)數(shù)量，水相連續(xù)(比例多的是連續(xù)相、少的是分散相)的時(shí)候，為兩相料液；有機(jī)相連續(xù)的時(shí)候，為單一介質(zhì)；(3)計(jì)算柱重；柱重是指板段間脈沖萃取柱板段間水相有機(jī)相混合液的重量，首先計(jì)算其密度，由于容積已知，即可以得到重量，或者直接使用密度值也可以；Dw = (APw*103)/(Hw*g)式中:Hff-柱重測量吹氣管位差，mm ;Dw—脈沖萃取柱板段間水相有機(jī)相混合液的密度，g/cm3 ；Δ Pff~柱重測量差壓變送器WT測得的壓差，kPa ；(4)計(jì)算界面位置； _7]公式①々
權(quán)利要求
1.一種在脈沖狀態(tài)下測量脈沖萃取柱介質(zhì)參數(shù)的測量裝置，是對脈沖萃取柱中介質(zhì)參數(shù)進(jìn)行測量的一種吹氣測量裝置，包含:伸入脈沖萃取柱中介質(zhì)的吹氣管、連接吹氣管的壓力/壓差變送器、采集壓力/壓差變送器得到的來自吹氣管的壓力信號的處理裝置；其特征在于:吹氣管為從側(cè)面插入脈沖萃取柱中介質(zhì)，出氣方向?yàn)樗椒较?，吹氣出口在脈沖萃取柱內(nèi)壁表面；在從吹氣管到壓力/壓差變送器的吹氣管路中包含氣容阻尼器。
2.如權(quán)利要求1所述的一種在脈沖狀態(tài)下測量脈沖萃取柱介質(zhì)參數(shù)的測量裝置，其特征在于:吹氣測量過程中，吹氣流量為0-10L/h。
全文摘要
本發(fā)明涉及在脈動條件下，使用吹氣裝置測量放射性脈沖萃取柱界面、密度、液位等參數(shù)的穩(wěn)定精確測量技術(shù)領(lǐng)域，具體是在脈沖狀態(tài)下測量脈沖萃取柱介質(zhì)參數(shù)的測量裝置。目的在于實(shí)現(xiàn)脈沖萃取柱脈動條件下介質(zhì)參數(shù)如界面、密度、液位等的穩(wěn)定精確測量。包含伸入脈沖萃取柱中介質(zhì)的吹氣管、連接吹氣管的壓力/壓差變送器、采集壓力/壓差變送器得到的來自吹氣管的壓力信號的處理裝置；吹氣管為從側(cè)面插入脈沖萃取柱中介質(zhì)，出氣方向?yàn)樗椒较?，吹氣出口在脈沖萃取柱內(nèi)壁表面；在從吹氣管到壓力/壓差變送器的吹氣管路中包含氣容阻尼器。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于在實(shí)際使用過程中，能夠有效獲取參數(shù)，真實(shí)反映實(shí)際工況，為工藝操作提供了數(shù)據(jù)支持。
文檔編號G01N9/28GK103105344SQ20111036024
公開日2013年5月15日 申請日期2011年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月11日
發(fā)明者王健, 董春華, 劉巖 申請人:中核四0四有限公司