高温铅铋泵热工水力性能和腐蚀速率测量实验系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种高温铅铋泵热工水力性能和腐蚀速率测量实验系统及方法，该系统由两部分组成，分别为氩气控制回路以及实验测试回路。其中氩气控制回路包括氩气瓶，氩气缓冲罐，4个调节阀以及相应的管道；实验测试回路包含加热段，铅铋‑氩气膨胀箱，新式高温铅铋泵，电机，电磁流量计，铅铋储罐，加热器，5个压力测量装置，5个温度测量装置，1个电磁表面相对流速测量装置，1个电磁流量计，2个调节阀以及相应的管道。该系统适合在高温环境下运行，密封性能良好，安全性能十分突出，通过调节氩气控制回路，以及对新式高温铅铋泵的拆卸观察，可以对不同压力及温度条件下的铅铋泵热工水力性能以及腐蚀速率进行测量研究。

【技术实现步骤摘要】
高温铅铋泵热工水力性能和腐蚀速率测量实验系统及方法
本专利技术属于工程热物理与能源利用学科领域，特别涉及一种新式高温铅铋泵热工水力性能和腐蚀速率测量实验系统及其实验方法。
技术介绍
根据国际原子能机构2014年发布的四代堆最新技术报告显示，铅冷快堆(LFR)有望最先实现工业示范和商业应用，成为四代核反应堆系统的发展代表方向。铅铋泵作为铅铋冷却快堆一回路的关键设备，运行稳定性关系到堆芯热物理的安全性。因此，对铅铋泵的热工水力性能及其腐蚀速率的测试研究具有十分重要的意义。为了反应堆铅铋回路的安全建造与运行，设计更加简易高效的铅铋泵，并对铅铋泵的热工水力性能和腐蚀速率的测量是必不可少的。目前，国内一些学者对于铅铋回路系统的热工水力特性展开了相关的研究，例如申请公告号为CN108761022A，名称为一种液态铅铋合金热工水力特性和腐蚀特性实验系统。该系统对于铅铋合金回路系统的热工水力性能展开了详细的研究，但是该系统结构十分复杂，难以推广，其设计目的主要为对铅铋合金的热工水力性能进行测量，无法对铅铋泵的热工水力特性及腐蚀速率展开更为深入的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高温铅铋泵热工水力性能和腐蚀速率测量实验系统，其特征在于，包括氩气控制回路和实验测试回路；其中：/n氩气控制回路包括设置在气体主管道上，并通过主管道串接在一起的氩气瓶(1)、氩气缓冲箱(2)、氩气缓冲罐出口压力测量装置(3-12)、第一气阀(1-1)、第二气阀(1-2)、第三气阀(1-3)、第四气阀(1-4)、第五气阀(1-5)；/n实验测试回路包括加热段(8)、铅铋-氩气膨胀箱(3)、新式高温铅铋泵(5)、铅铋泵电机(4)、电磁流量计(7)、铅铋储罐(6)、铅铋加热装置(9)、铅铋控制阀(2-1)、铅铋储罐温度测量装置(3-11)、铅铋储罐压力测量装置(3-10)、加热段前温度测量装...

【技术特征摘要】
1.一种高温铅铋泵热工水力性能和腐蚀速率测量实验系统，其特征在于，包括氩气控制回路和实验测试回路；其中：
氩气控制回路包括设置在气体主管道上，并通过主管道串接在一起的氩气瓶(1)、氩气缓冲箱(2)、氩气缓冲罐出口压力测量装置(3-12)、第一气阀(1-1)、第二气阀(1-2)、第三气阀(1-3)、第四气阀(1-4)、第五气阀(1-5)；
实验测试回路包括加热段(8)、铅铋-氩气膨胀箱(3)、新式高温铅铋泵(5)、铅铋泵电机(4)、电磁流量计(7)、铅铋储罐(6)、铅铋加热装置(9)、铅铋控制阀(2-1)、铅铋储罐温度测量装置(3-11)、铅铋储罐压力测量装置(3-10)、加热段前温度测量装置(3-1)、加热段前压力测量装置(3-2)、加热段后温度测量装置(3-4)、加热段后压力测量装置(3-3)、铅铋-氩气膨胀箱压力测量装置(3-5)、铅铋-氩气膨胀箱液位测量计(4-1)、铅铋泵前压力测量装置(3-7)、铅铋泵前温度测量装置(3-6、铅铋泵后压力测量装置(3-8)、铅铋泵后温度测量装置(3-9)、电磁表面相对流速测量装置(5-1)；
铅铋储罐(6)的铅铋出口管道从储罐顶部伸出后延伸至第一三通点(A)，铅铋储罐(6)出口管道上焊接铅铋控制阀(2-1)；铅铋储罐(6)排气管道与大气环境相连，排气管道上焊接第四气阀(1-4)；铅铋储罐(6)内设有铅铋储罐温度测量装置(3-11)、铅铋储罐压力测量装置(3-10)和铅铋加热装置(9)；加热段(8)出口管道与铅铋-氩气膨胀箱(3)相连，加热段(8)进口连接第一三通点(A)，进口处设置加热段前温度测量装置(3-1)和加热段前压力测量装置(3-2)，出口处设置加热段后温度测量装置(3-4)和加热段后压力测量装置(3-3)；铅铋-氩气膨胀箱(3)氩气出口管道与大气连通，铅铋-氩气膨胀箱(3)氩气出口管道上焊接第三气阀(1-3)；铅铋-氩气膨胀箱(3)内设有铅铋-氩气膨胀箱压力测量装置(3-5)和铅铋-氩气膨胀箱液位测量计(4-1)；铅铋-氩气膨胀箱(3)铅铋出口管道与新式高温铅铋泵(5)相连，新式高温铅铋泵(5)由外部的铅铋泵电机(4)驱动，新式高温铅铋泵(5)内设有电磁表面相对流速测量装置(5-1)，新式高温铅铋泵(5)进口设置铅铋泵前温度测量装置(3-6)和铅铋泵前压力测量装置(3-7)，出口处设置铅铋泵后温度测量装置(3-9)和铅铋泵后压力测量装置(3-8)，新式高温铅铋泵(5)出口还设置电磁流量计(7)；新式高温铅铋泵(5)出口连接第一三通点(A)，构成实验测试回路；氩气瓶(1)出口管道连接氩气缓冲箱(2)，氩气瓶(1)出口管道上焊接第一气阀(1-1)；氩气缓冲箱(2)出口连接接第二三通点(B)，氩气缓冲箱(2)与第二三通点(B)之间管道装有氩气缓冲罐出口压力测量装置(3-12)；第二三通点(B)一端与铅铋储罐(6)顶端相连，一端连接铅铋-氩气膨胀箱(3)，第二三通点(B)与铅铋储罐(6)连接管道上焊接第五气阀(1-5)；第二三通点(B)与铅铋-氩气膨胀箱(3)之间管道上焊接第二气阀(1-2)。


2.根据权利要求1所述的高温铅铋泵水力性能和腐蚀速率测量实验回路系统，其特征在于：所述新式高温铅铋泵(5)由外部电机(4)驱动，新式高温铅铋泵(5)能够快速拆卸安装，新式高温铅铋泵(5)包括泵轴(51)及泵叶片(52)，叶片(52)位于泵轴(51)上，直接插入管道内使用；根据高温铅铋泵的特点，分为入口段、升压段、叶片段及出口段。


3.权利要求1或2任一项所述的高温铅铋泵热工水力性能和腐蚀速率测量实验系统的实验方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：实验测试回路充注铅铋
回路启动之前，铅铋控制阀(2-1)、所有的气阀应处于关闭状态。首先按顺序依次打开第四气阀(1-4)、第五气阀(1-5)以及第一气阀(1-1)，观察氩气缓冲箱(2)出口、铅铋储罐(6)内的的压力变化；打开阀门后，氩气进入铅铋储罐(6)中，排空铅铋储罐(6)内空气；关闭第一气阀(1-1)、第四气阀(1-4)以及第五...

【专利技术属性】
技术研发人员：李良星，李翔宇，赵浩翔，王凯琳，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61