微波谐振腔蒸汽湿度测量系统不确定度分析

钱江波，严晓哲，韩中合，李恒凡

（华北电力大学电站设备状态监测与控制教育部重点实验室，河北保定071003）

常规发电站凝汽式汽轮机低压缸的末几级和水冷堆核电站汽轮机的全部级都工作在湿蒸汽区.湿蒸汽给汽轮机的安全和经济运行带来严重危害.近年来研究者相继提出一些蒸汽湿度测量方法［1-3］.应用微波谐振腔测量蒸汽湿度的优点是系统结构简单，测量精度高，可实现在线连续测量.但在实际应用中，系统的测量精度受到多方面因素影响，主要包括谐振腔的热膨胀、腔体内壁沉积水膜或盐垢分析、大水滴穿腔、取样误差和蒸汽参数突变导致谐振腔的响应滞后等.韩中合等［4-6］分析了微波谐振腔蒸汽湿度测量技术的关键问题，在仿真分析基础上，优化设计了具有良好的高频电磁性能和气动力性能的谐振式湿度测量传感器.用于汽轮机排汽湿度测量时，谐振腔内壁沉积水膜厚度不到10μm，忽略水膜引起的测量误差只有0.1%.对于实际电厂的一般工况（排汽马赫数小于0.5，排汽湿度为6%～8%），采用带楔形取样前端的谐振腔测量蒸汽湿度时，取样误差小于0.24%.

盐分对汽轮机中湿蒸汽复介电常数的影响非常小，引起的湿度测量偏差很小［7］.大水滴穿腔对湿度测量的影响较大，但由于采用扫频的测量方法，在实际测量过程中，可剔除大水滴的影响，从而保证了测量的准确性［8］.温度自补偿结构有效地减小了腔体热胀冷缩和湿蒸汽参数突变……