[發明專利]高溫鉛鉍泵熱工水力性能和腐蝕速率測量實驗系統及方法

有效

• 申請號: 202010926350.6
• 申請日: 2020-09-07
• 公開（公告）號: CN112096622B
• 公開（公告）日: 2021-08-06
• 發明（設計）人: 李良星;李翔宇;趙浩翔;王凱琳
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: F04D15/00
• 分類號: F04D15/00;G21C17/00;G01N17/00
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 何會俠

本發明公開了一種高溫鉛鉍泵熱工水力性能和腐蝕速率測量實驗系統及方法，該系統由兩部分組成，分別為氬氣控制回路以及實驗測試回路。其中氬氣控制回路包括氬氣瓶，氬氣緩沖罐，4個調節閥以及相應的管道；實驗測試回路包含加熱段，鉛鉍?氬氣膨脹箱，新式高溫鉛鉍泵，電機，電磁流量計，鉛鉍儲罐，加熱器，5個壓力測量裝置，5個溫度測量裝置，1個電磁表面相對流速測量裝置，1個電磁流量計，2個調節閥以及相應的管道。該系統適合在高溫環境下運行，密封性能良好，安全性能十分突出，通過調節氬氣控制回路，以及對新式高溫鉛鉍泵的拆卸觀察，可以對不同壓力及溫度條件下的鉛鉍泵熱工水力性能以及腐蝕速率進行測量研究。

技術領域

本發明屬于工程熱物理與能源利用學科領域，特別涉及一種新式高溫鉛鉍泵熱工水力性能和腐蝕速率測量實驗系統及其實驗方法。

背景技術

根據國際原子能機構2014年發布的四代堆最新技術報告顯示，鉛冷快堆(LFR)有望最先實現工業示范和商業應用，成為四代核反應堆系統的發展代表方向。鉛鉍泵作為鉛鉍冷卻快堆一回路的關鍵設備，運行穩定性關系到堆芯熱物理的安全性。因此，對鉛鉍泵的熱工水力性能及其腐蝕速率的測試研究具有十分重要的意義。

為了反應堆鉛鉍回路的安全建造與運行，設計更加簡易高效的鉛鉍泵，并對鉛鉍泵的熱工水力性能和腐蝕速率的測量是必不可少的。

目前，國內一些學者對于鉛鉍回路系統的熱工水力特性展開了相關的研究，例如申請公告號為CN 108761022 A，名稱為一種液態鉛鉍合金熱工水力特性和腐蝕特性實驗系統。該系統對于鉛鉍合金回路系統的熱工水力性能展開了詳細的研究，但是該系統結構十分復雜，難以推廣，其設計目的主要為對鉛鉍合金的熱工水力性能進行測量，無法對鉛鉍泵的熱工水力特性及腐蝕速率展開更為深入的研究，其采用鉛鉍泵為通用鉛鉍泵，其結構與本發明所提供鉛鉍泵相比，結構復雜，葉片無法拆卸，難以確定鉛鉍泵的腐蝕情況，因此該系統不適用于針對鉛鉍泵展開熱工水力特性及腐蝕速率研究。又例如申請公告號為CN106837769 A，名稱為一種鉛鉍合金氣泡泵循環能力實驗系統及其實驗方法。該系統結構簡單，但是僅能針對鉛鉍合金氣泡泵的循環能力進行測量，無法滿足鉛鉍泵的熱工水力特性以及腐蝕速率的測量研究。

發明內容

本發明實施目的在于提供一種高溫鉛鉍泵熱工水力性能和腐蝕速率測量實驗系統及其實驗方法，以彌補上述技術的缺點，實現對于高溫鉛鉍泵的熱工水力性能和腐蝕速率的測量及分析研究。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種高溫鉛鉍泵熱工水力性能和腐蝕速率測量實驗系統，包括氬氣控制回路和實驗測試回路；其中：

氬氣控制回路包括設置在氣體主管道上，并通過主管道串接在一起的氬氣瓶1、氬氣緩沖箱2、氬氣緩沖罐出口壓力測量裝置3-12、第一氣閥1-1、第二氣閥1-2、第三氣閥1-3、第四氣閥1-4、第五氣閥1-5；

實驗測試回路包括加熱段8、鉛鉍-氬氣膨脹箱3、新式高溫鉛鉍泵5、鉛鉍泵電機4、電磁流量計7、鉛鉍儲罐6、鉛鉍加熱裝置9、鉛鉍控制閥2-1、鉛鉍儲罐溫度測量裝置3-11、鉛鉍儲罐壓力測量裝置3-10、加熱段前溫度測量裝置3-1、加熱段前壓力測量裝置3-2、加熱段后溫度測量裝置3-4、加熱段后壓力測量裝置3-3、鉛鉍-氬氣膨脹箱壓力測量裝置3-5、鉛鉍-氬氣膨脹箱液位測量計4-1、鉛鉍泵前壓力測量裝置3-7、鉛鉍泵前溫度測量裝置3-6、鉛鉍泵后壓力測量裝置3-8、鉛鉍泵后溫度測量裝置3-9、電磁表面相對流速測量裝置5-1；