В лаборатории сепарационных и гидродинамических процессов в парогенерирующем оборудовании АЭС АО «ЭНИЦ» разработана измерительная система, предназначенная для непрерывного измерения расхода пара в паропроводах энергоблоков ВВЭР-1000. Система может быть использована в информационном канале с выводом показаний на блочный щит управления (БЩУ), в системе СВРК для определения тепловой мощности реакторной установки, а также в схеме автоматического регулирования уровня воды в парогенераторе (ПГ).
В настоящее время в системе автоматического регулирования уровня воды в ПГ энергоблоков с ВВЭР-1000 используется входной сигнал по расходу генерируемого пара. Этот сигнал формируется по косвенному параметру – перепаду температуры теплоносителя первого контура на входе и выходе из ПГ. Такой способ косвенного определения расхода генерируемого пара имеет существенный недостаток, заключающийся в его инерционности, которая особенно значительно проявляется в переходных режимах.
Для улучшения качества регулирования уровня воды в ПГ энергоблоков ВВЭР-1000 в стационарных и переходных режимах в АО «ЭНИЦ» разработана система прямого безинерционного измерения расхода пара после ПГ с использованием пневмометрических трубок специальной конструкции и блока корректора тока, учитывающего изменения давления пара. Подобная измерительная система применяется и на зарубежных АЭС.
В основе физического метода измерения расхода лежат известные закономерности распределения давления на поверхности неподвижного стержня, обтекаемого турбулентным поперечным потоком среды. В «лобовой» зоне формируется область максимального давления, а в «кормовой» зоне – область с пониженным давлением. Разность давления между лобовой и кормовой зонами трубки более чем в 2 раза превышает скоростной напор набегающего потока, что выгодно отличает ее от других типов пневмометрических трубок.
Пневмометрическая трубка устанавливается в паропроводе на расстоянии от стенки, равным 0,25хR, где имеет место средняя расходная скорость потока. При этом применительно к условиям блока ВВЭР-1000 расстояние от стенки паропровода до отборов давления составляет 72,5 мм. При диаметре трубки 18 мм это обеспечивает ее достаточно высокие прочностные и вибрационные характеристики.
Преимущество пневмометрических трубок по сравнению с другими измерительными устройствами заключается в их конструктивной простоте, высокой эрозийной стойкости и отсутствии необратимых потерь при измерении расхода пара.
Система прошла опытную эксплуатацию на энергоблоке № 3 Балаковской АЭС и показала свою эффективность.
Характеристики системы позволяют использовать ее не только в схеме вычисления расхода пара в паропроводах энергоблоков ВВЭР-1000, но также и на энергоблоках ВВЭР-440 и РБМК-1000.