[发明专利]一种颗粒性腐蚀产物在管道内迁移和沉积测量的实验系统

说明书

技术领域

本发明属于多相流测量技术领域，特别涉及一种颗粒性腐蚀产物在管道内迁移和沉积测量的实验系统。

背景技术

核电厂在长期运行，一回路系统中便会产生颗粒性腐蚀产物，大量此类腐蚀产物的积累对运行很不利，影响燃料元件及蒸汽发生器传热，增加了冷却剂的流动阻力。更重要的是，在堆芯中流动或沉积的腐蚀产物受到中子辐照而形成活化的腐蚀产物，这些活化的腐蚀产物沉积于堆芯外的设备表面上，产生了放射性污染，大大提高了停堆后设备周围的辐射强度。这些颗粒性腐蚀产物不仅是核电厂一回路辐射的重要源项之一，而且它的迁移行为还对离子形态(⁶⁰Co)的腐蚀产物产生重要影响。因此，研究颗粒性腐蚀产物的运动与沉积行为特性具有重要的学术和实际价值，同时，可为核电站一回路中颗粒性腐蚀产物迁移行为提供理论基础。

对特种金属管内及管外的颗粒沉积测量以及相应的结构设计和加工工艺对实验系统提出了更高要求。目前，具有多影响因素下的颗粒性腐蚀产物迁移沉积的实验测量系统，还未有过公开。

发明内容

本发明目的是为了克服上述技术及材料限制的不足，提供了一种颗粒性腐蚀产物在管道内迁移和沉积测量的实验系统。

本发明采用的技术方案为：

水箱内设置搅混装置，水箱的底部设置管道，依次与第一阀门、过渡段、泵、闸阀、第一试验段、涡轮流量计、压力表、第二试验段、第三试验段、第四试验段、第二阀门依次连接，并接回水箱。

所述水箱由筛网和精密天平组成的加料装置加料，并设置酸度计；所述第一试验段、第二试验段和第四试验段各分段分别由精密天平称重，并由台阶仪测量粗糙度。

所述第一试验段为直管段，内层和外层均为不锈钢-304管，中间为填充层。

所述第二试验段为直管段，第三试验段为弯管段，两部分组成U形管；第二试验段的内层材料为分段布置的因科镍-690，外层包覆密封膜，最外层为不锈钢-304管；第三试验段的内层材料为分段布置的因科镍-690，外层为不锈钢-304管，并在内层和外层之间设有填充层。

所述水箱的材料为有机玻璃，并在水箱壁面设置刻度尺，四周加装导流板。

所述第四试验段的最内层为支撑棒，外面包覆密封膜，最外层为分段布置的锆-4合金管；第四试验段固定在支撑板上，支撑板有五个均匀布置的流水孔和四个定位孔。

所述第一试验段、第二试验段、第三试验段、第四试验段各分段质量均小于100g。

所述泵的扬程为10m。

所述涡轮流量计的测量精度为0.01。

所述酸度计的测量精度为0.01。

本发明的有益效果为：

该系统是一套综合性系统，可用于固液两相中颗粒迁移、沉积的研究，包括特定颗粒在特定流场及材料表面的湍流运动、湍流沉积等研究，还可以通过部分可视化实验管段对颗粒运动实现更全面、更细致的实时动态观察及测量。该系统可控变量多，包括流速、颗粒粒径、颗粒浓度、PH值、不同的通道结构和表面材料；该系统区别于其他系统在于它实现了对特种金属管道在内流、外流情况下的颗粒性腐蚀产物迁移沉积的测量，同时操作方便且具备可拆卸性。

附图说明

图1为颗粒腐蚀产物在管道内迁移和沉积的实验系统图；

图2（a）为第一试验段、第二试验段、第三试验段的横截剖面视图；

图2（b）为第一试验段、第二试验段的纵剖面视图；

图3（a）为第三试验段的横截面剖视图；

图3（b）为第三试验段的纵剖面视图。

图中标号：

1-筛网、2-精密天平、3-酸度计、4-水箱、5-搅混装置、6-第一阀门、7-过渡段、8-泵、9-闸阀、10-第一试验段、11-涡轮流量计、12-压力表、13-第二试验段、14-第三试验段、15-第四试验段、16-第二阀门、17-台阶仪；18-内层、19-填充层、20-外层；21-支撑棒、22-填充层、23-外层。

具体实施方式

本发明提供了一种颗粒性腐蚀产物在管道内迁移和沉积测量的实验系统，下面结合附图和具体实例对本发明作进一步说明。

如图1所示，水箱4内设置搅混装置5，水箱4的底部设置管道，依次与第一阀门6、过渡段7、泵8、闸阀9、第一试验段10、涡轮流量计11、压力表12、第二试验段13、第三试验段14、第四试验段15、第二阀门16依次连接，并接回水箱4。