一种用于核反应堆异型棒束通道的两相流测量系统技术方案

本发明专利技术公开一种用于核反应堆异型棒束通道的两相流测量系统，第一棒束面向异型棒束通道一侧贴有第一电极组，第二棒束面向异型棒束通道一侧贴有第二电极组，弯曲棒束面向异型棒束通道一侧贴有第三电极组，第四棒束面向异型棒束通道一侧贴有第四电极组，所述第一电极组和第四电极组均包括两个电极，所述第二电极组和第三电极组均包括三个电极。通过改变电极的位置、数目以及夹角的方法，提高对异型棒束通道内的两相流测量的精确度。道内的两相流测量的精确度。道内的两相流测量的精确度。

【技术实现步骤摘要】
一种用于核反应堆异型棒束通道的两相流测量系统


[0001]本专利技术涉及两相流测量
，特别涉及一种用于核反应堆异型棒束通道的两相流测量系统。

技术介绍

[0002]核反应堆棒束通道中两相流的测量是根据被探测区域内部物质各异，其体现的电阻不同，从而实现被探测区域的测量。在实际测量中，需要先向被探测区域注入电流，然后通过布置在周边的电极测量电势，如果被探测区域物质变化，就会导致电极上测量的电势大小变化。通过测量电极上电势的变化就可以反推被探测区域的物质分布。该方法具有非侵入、速度快、系统简单、成本低等优势，被广泛应用在两相流测量领域。
[0003]采用子通道空泡仪进行测量时，电极布置在被测区域的周边，所以其被测区域存在特定的应用条件。对于普通的探测区域，可以采用电极位置的改变测量不同区域的两相流特性。例如，将空泡仪布置于通道四周，即可测得在子通道范围内的电压信号。
[0004]例如中国专利(CN105784785B)公开了一种基于电阻层析成像的核反应堆棒束通道两相流测量系统，包括贴片电极组、电阻层析成像模块、数据采集卡和计算机；每一个贴片电极组包括八片贴片电极，每相邻的四根棒束的中间形成一个单棒束通道，每个单棒束通道配置一个贴片电极组，每根棒束面向单棒束通道的一侧贴有两片电极，如图1所示。
[0005]但是由于各种因素，棒束可能会出现变形，就导致四根棒束的中间形成的单棒束通道不规则甚至闭合的情况(统称为异型棒束通道，如图2所示)，原有的贴片电极分别就不能精确地接收信号，导致测量精度较低。r/>
技术实现思路

[0006]针对现有技术中核反应堆棒束出现异型棒束通道时两相流测量精度较低的问题，本专利技术提出一种用于核反应堆异型棒束通道的两相流测量系统，改变电极的位置、数目以及夹角的方法，提高对异型棒束通道内的两相流测量的精确度。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0008]一种用于核反应堆异型棒束通道的两相流测量系统，第一棒束面向异型棒束通道一侧贴有第一电极组，第二棒束面向异型棒束通道一侧贴有第二电极组，弯曲棒束面向异型棒束通道一侧贴有第三电极组，第四棒束面向异型棒束通道一侧贴有第四电极组，所述第一电极组和第四电极组均包括两个电极，所述第二电极组和第三电极组均包括三个电极。
[0009]优选的，所述核反应堆中，未发生形变时，相邻的四根棒束分别标记为第一棒束、第二棒束、第三棒束、第四棒束，中间形成一个单棒束通道；当第三棒束发生形变时，更新标记为弯曲棒束，第一棒束、第二棒束、第四棒束的位置和标记不变，中间形成异型棒束通道。
[0010]优选的，以第一棒束中心和第四棒束中心的连线作为分界线，分界线的右侧的5个电极为激励电极，分界线的左侧的5个电极为接受电极。
[0011]优选的，每个所述电极组分别和对应的信号处理电路连接，信号处理电路测量各个电极上的电压信号，将其送入到数据采集卡中，控制器通过数据采集卡得到电压信号，通过将电压信号进行标定获取异型棒束通道两相流动特性。
[0012]优选的，每个电极组中相邻电极的夹角为30
°
。
[0013]优选的，所述信号处理电路包括用于提供激励电流信号的信号源、用于控制激励电极的门阵列、用于控制接受电极的门阵列、用于通信的接口和用于逻辑控制的控制核心。
[0014]优选的，所述信号源由两个运算放大器组成，其中一个运算放大器被配置成Howland电路，用于形成电流源；另外一个运算放大器被配置成跟随器。
[0015]优选的，所述控制核心为微信号处理器MSP430，用于完成门阵列的控制指令产生、数据/命令通信、同步触发信号产生。
[0016]综上所述，由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本专利技术至少具有以下有益效果：
[0017]本专利技术通过改变电极的布置位置和数量，来保证对异型棒束通道内的两相流测量；通过改变电极夹角，确保测量范围的完整性。通过改变激励电极和接受电极的位置，保证整个异型棒束通道区域都能够实现两相流的测量。通过频率复用和触发同步，保证整个棒束通道区域都能够实现两相流的测量。通过实验标定以及模拟标定的方法，保证标定结果的可行性，确保最终所得空泡份额的真实性。
附图说明：
[0018]图1为现有技术的的一种用于核反应堆异型棒束通道的两相流测量系统示意图。
[0019]图2为根据本专利技术示例性实施例的异型棒束通道示意图。
[0020]图3为根据本专利技术示例性实施例的异型棒束通道电极组布置示意图。
[0021]图4为根据本专利技术示例性实施例的本专利技术的电极组在不同闭合度下产生的电势线分布图；图4(a)表示电极组在直棒下产生的电势线分布图；图4(b)表示电极组在闭合度为50％产生的电势线分布图；图4(c)表示电极组在闭合度为80％产生的电势线分布图；图4(d)表示电极组在闭合度为100％下产生的电势线分布图。
[0022]图5为根据本专利技术示例性实施例的异型通道标定曲线示意图。
[0023]图6为根据本专利技术示例性实施例的异型通道标定曲线标定模拟示意图。
[0024]图7为根据本专利技术示例性实施例的激励电极和接受电极划分示意图。
[0025]图8为根据本专利技术示例性实施例的电极组中相邻电极夹角示意图。
具体实施方式
[0026]下面结合实施例及具体实施方式对本专利技术作进一步的详细描述。但不应将此理解为本专利技术上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本
技术实现思路
所实现的技术均属于本专利技术的范围。
[0027]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限
制。
[0028]核反应堆棒束通道内具有n
×
m个棒束，n和m均为大于或等于2的自然数；这些棒束中，每相邻的四根棒束的中间形成一个单棒束通道。当棒束发生形变时，每相邻的四根棒束的中间形成的通道为异型棒束通道，将发生形变的棒束标记为弯曲棒束，如图2所示。由于异型棒束通道内存在不规则甚至闭合的情况，原有空泡仪无法很好的接收信号。因此本专利技术通过改变电极电极位置、数目以及夹角的方法解决无法测量异型棒束通道的问题。
[0029]本专利技术提供一种用于核反应堆异型棒束通道的两相流测量系统，包括4个电极组，每个电极组分别和对应的信号处理电路连接，信号处理单路均和控制器连接。
[0030]如图3所示，未发生形变时，相邻的四根棒束分别标记为第一棒束、第二棒束、第三棒束、第四棒束。当第三棒束发生形变时，其位置发生变化即可标记为弯曲棒束，第一棒束、第二棒束、第四棒束的位置不变。
[0031]本实施例中，棒束的直径为9.5mm，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于核反应堆异型棒束通道的两相流测量系统，第一棒束面向异型棒束通道一侧贴有第一电极组，第二棒束面向异型棒束通道一侧贴有第二电极组，弯曲棒束面向异型棒束通道一侧贴有第三电极组，第四棒束面向异型棒束通道一侧贴有第四电极组，其特征在于，所述第一电极组和第四电极组均包括两个电极，所述第二电极组和第三电极组均包括三个电极。2.如权利要求1所述的一种用于核反应堆异型棒束通道的两相流测量系统，其特征在于，所述核反应堆中，未发生形变时，相邻的四根棒束分别标记为第一棒束、第二棒束、第三棒束、第四棒束，中间形成一个单棒束通道；当第三棒束发生形变时，更新标记为弯曲棒束，第一棒束、第二棒束、第四棒束的位置和标记不变，中间形成异型棒束通道。3.如权利要求1所述的一种用于核反应堆异型棒束通道的两相流测量系统，其特征在于，以第一棒束中心和第四棒束中心的连线作为分界线，分界线的右侧的5个电极为激励电极，分界线的左侧的5个电极为接受电极。4.如权利要求1所述的一种用于核反应堆异型棒束通道的两相流测量系统，其特征在于，每个所述电极组分别和对应的信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙皖，高磊，潘良明，周文雄，朱隆祥，马在勇，张卢腾，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：