一种带有静态质量标定装置的液态铅铋流动换热实验装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种带有静态质量标定装置的液态铅铋流动换热实验装置，包括铅铋热工水力实验主回路

【技术实现步骤摘要】
一种带有静态质量标定装置的液态铅铋流动换热实验装置


[0001]本专利技术属于先进核反应堆液态金属实验研究
，具体涉及一种带有静态质量标定装置的液态铅铋流动换热实验装置
。

技术介绍

[0002]铅铋快堆作为第四代核能系统的参考堆型，相较于热中子反应堆具有功率密度大，安全可靠的优点
。
铅铋冷却剂热工水力特性是铅铋反应堆热工设计和安全分析的基础，国际上对于铅铋冷却剂热工性能已经开展了大量实验和理论研究
。
[0003]液态铅铋流量测量是铅铋冷却剂热工性能实验研究的关键问题
。
在铅铋冷却剂热工实验研究中，为了实现针对液态铅铋流量的准确测量，需要对高稳定性的流量计进行高精度标定
。
现有铅铋热工水力实验台架普遍采用动态容积法对电磁流量计进行标定，即在标定时间间隔内，根据标定筒中铅铋容积变化来推算回路铅铋体积流量对电磁流量计进行标定
。
由于铅铋合金密度受温度影响较为明显，且在标定筒液位不断下降的过程中，铅铋流量有较为明显的波动，所以通过此种方法标定得到的电磁流量计精度较低，需要针对回路的标定方式进行改进
。

技术实现思路

[0004]为实现对液态铅铋流动换热实验装置标定方式的改进，本专利技术提供了一种带有静态质量标定装置的液态铅铋流动换热实验装置，通过静态质量法，即在标定时间间隔内，根据液态铅铋通过换向器进入称量容器前后分别得到的皮重和毛重来计算所收集液体净质量，从而得出回路质量流量，对电磁流量计进行标定，相较于现有的动态容积法具备更高的精度，有助于得到更为准确的液态铅铋流量参数，研究液态铅铋的实际工程问题，指导液态铅铋反应堆的运行与设计
。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案：
[0006]一种带有静态质量标定装置的液态铅铋流动换热实验装置，包括铅铋热工水力实验主回路
、
电磁流量计静态质量标定装置
、
电加热系统
、
导热油冷却系统
、
气体系统和数据采集系统；
[0007]所述铅铋热工水力实验主回路由储铅罐
101、
加热试验段
102、
管壳式换热器
103、
稳压罐
104、
电磁泵
105
和电磁流量计
106
组成，各设备依次通过主管道连接，铅铋热工水力实验主回路各部件分层布置；储铅罐
101
用以加热熔化铅铋合金；加热试验段
102
用于模拟铅铋快堆堆芯燃料棒；稳压罐
104
用以电磁流量计标定时保持主回路压力稳定；主回路启动时，高温液态铅铋依次经过加热试验段
102、
管壳式换热器
103、
稳压罐
104、
电磁泵
105、
电磁流量计
106
和换向器
201
进行循环流动，实验结束后，铅铋回流入储铅罐中
101
；
[0008]所述电磁流量计静态质量标定装置由换向器
201、
铅铋称重罐
202
和称量装置
203
组成；换向器
201
用以调节铅铋流向主回路或铅铋称重罐
202
；铅铋称重罐
202
用以装载高温液态铅铋，称量装置
203
用以称量在规定标定时间内流入铅铋称重罐
202
的总质量；
[0009]所述电加热系统包含电加热棒
、
电加热丝及可变功率调压器；实验装置中管道及阀门缠绕电加热丝，通过可变功率调压器进行控制，用以回路及铅铋预热；电加热棒安装于加热试验段
102
中，通过可变功率调压器进行功率控制，用以调节加热试验段出口温度；
[0010]所述导热油冷却系统由管壳式换热器
103、
油
‑
水换热器
301、
导热油箱
302
和导热油泵
303
组成；通过导热油泵
303
将导热油从导热油箱
302
泵入管壳式换热器
103
的二次侧，被一次侧高温液态铅铋加热后流经油
‑
水换热器
301
被二次侧冷却水冷却，返回导热油箱
302
，完成导热油冷却系统内高温导热油循环；
[0011]所述气体系统由惰性气体缓冲罐
401
和真空泵
402
组成，用以回路抽取真空状态并通过惰性气体置换的方式将高温液态铅铋由储铅罐
101
压入主回路中；
[0012]所述数据采集系统由采集卡及主回路中布置的温度传感器
、
压差传感器
、
电磁流量计
106
组成，通过采集线路将测点参数传输至采集卡，并由计算机进行温度
、
压力
、
压差及流量参数的监测与记录；温度传感器设置于电加热棒
506
处，压力传感器布置于电加热棒
506
两端处，电磁流量计
106
布置于电磁泵
105
和换向器
201
之间，通过管道与前后设备连接
。
[0013]所述加热试验段
102
为7棒束试验段，包括试验段
501
，试验段
501
与上腔室
502
和下腔室
503
连接，试验段
501
六角套管内的7根电加热棒
506
由定位格架
504
固定
。
[0014]所述储铅罐
101
在回路启动前在其内通过电加热棒将铅铋融化至液态，并通过惰性气体压差驱动进入铅铋热工水力实验主回路
。
[0015]所述实验装置通过电磁泵
105
提供驱动压头为主回路液态铅铋流动循环提供动力，并由电磁流量计
106
测量输出流量信号；电磁泵
105
通过
PI
控制器
701
调节输出功率，改变主回路液态铅铋流量；电磁流量计
106
所输出的流量信号进入
PI
控制器
701
，通过判断流量的增减来控制电磁泵
105
的频率：当流量增大时，减小电磁泵
105
频率，使流量减小；当流量减小时，增大电磁泵
105
频率，使流量增大；从而保持回路流量稳定
。
[0016]所述电磁流量计静态质量标定装置采用的换向器
201
由气缸驱动改本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种带有静态质量标定装置的液态铅铋流动换热实验装置，其特征在于：包括铅铋热工水力实验主回路
、
电磁流量计静态质量标定装置
、
电加热系统
、
导热油冷却系统
、
气体系统和数据采集系统；所述铅铋热工水力实验主回路由储铅罐
(101)、
加热试验段
(102)、
管壳式换热器
(103)、
稳压罐
(104)、
电磁泵
(105)
和电磁流量计
(106)
组成，各设备依次通过主管道连接，铅铋热工水力实验主回路各部件分层布置；储铅罐
(101)
用以加热熔化铅铋合金；加热试验段
(102)
用于模拟铅铋快堆堆芯燃料棒；稳压罐
(104)
用以电磁流量计标定时保持主回路压力稳定；主回路启动时，高温液态铅铋依次经过加热试验段
(102)、
管壳式换热器
(103)、
稳压罐
(104)、
电磁泵
(105)、
电磁流量计
(106)
和换向器
(201)
进行循环流动，实验结束后，铅铋回流入储铅罐中
(101)
；所述电磁流量计静态质量标定装置由换向器
(201)、
铅铋称重罐
(202)
和称量装置
(203)
组成；换向器
(201)
用以调节铅铋流向主回路或铅铋称重罐
(202)
；铅铋称重罐
(202)
用以装载高温液态铅铋，称量装置
(203)
用以称量在规定标定时间内流入铅铋称重罐
(202)
的总质量；所述电加热系统包含电加热棒
、
电加热丝及可变功率调压器；实验装置中管道及阀门缠绕电加热丝，通过可变功率调压器进行控制，用以回路及铅铋预热；电加热棒安装于加热试验段
(102)
中，通过可变功率调压器进行功率控制，用以调节加热试验段出口温度；所述导热油冷却系统由管壳式换热器
(103)、
油
‑
水换热器
(301)、
导热油箱
(302)
和导热油泵
(303)
组成；通过导热油泵
(303)
将导热油从导热油箱
(302)
泵入管壳式换热器
(103)
的二次侧，被一次侧高温液态铅铋加热后流经油
‑
水换热器
(301)
被二次侧冷却水冷却，返回导热油箱
(302)
，完成导热油冷却系统内高温导热油循环；所述气体系统由惰性气体缓冲罐
(401)
和真空泵
(402)
组成，用以回路抽取真空状态并通过惰性气体置换的方式将高温液态铅铋由储铅罐
(101)
压入主回路中；所述数据采集系统由采集卡及主回路中布置的温度传感器
、
压差传感器
、
电磁流量计
(106)
组成，通过采集线路将测点参数传输至采集卡，并由计算机进行温度
、
压力
、
压差及流量参数的监测与记录；温度传感器设置于电加热棒
(506)
处，压力传感器布置于电加热棒
(506)
两端处，电磁流量计
(106)
布置于电磁泵
(105)
和换向器
(201)
之间，通过管道与前后设备连接
。2.
根据权利要求1所述一种带有静态质量标定装置的液态铅铋流动换热实验装置，其特征在于：所述加热试验段
(102)
为7棒束试验段，包括试验段
(501)
，试验段
(501)
与上腔室...

【专利技术属性】
技术研发人员：王成龙，李子昂，杨宇鹏，秋穗正，苏光辉，田文喜，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：