[实用新型]一种多相流流动控制系统

说明书

本实用新型公开了一种多相流流动控制系统，其包括模拟舱、气体输送单元、溶液输送单元、输出单元和收集单元，所述气体输送单元经由管路连接在所述模拟舱的底部中央部位，所述溶液输送单元经由管路连接在所述模拟舱的侧壁下部，在所述模拟舱侧壁上部安装有所述输出单元，所述输出单元与所述收集单元连通，所述气体输送单元能够进行多种流量的大跨度流量的调节，所述收集单元配置于所述模拟舱的斜上方。本实用新型可实现夹带试验大跨度流量范围工作，特别是可实现气流流量的高精度调节。

技术领域

本实用新型涉及一种多相流流动控制系统，特别是一种用于核电设备研制的试验系统。

背景技术

为研制新一代核电设备，需进行安全系统模拟试验。第四级自动压降系统作为新一代核电设备关键非能动安全设施，其性能直接决定了核电设备的稳定与安全。为模拟核电设备小破口事故引起主回路自动泄压并形成冷却液夹带至安全壳，最终使核反应冷却压力容器液位降低诱发堆芯裸露和熔化的严重事故，必须建立一套模拟核电事故发生后第四级自动压降系统工作过程及机理的试验设备。

以往的试验模拟主要采用缩比模型进行蒸汽或空气的夹带液体试验，蒸汽-水夹带试验有明显缺点，是由于水蒸气-水混合物试验过程中存在冷凝气化现象，水蒸气实际作用流量不确定，无法准确评估试验结果。而现有的空气-水夹带试验在进行的试验工况流量跨度大时存在难以调节和精度低的问题，其根源在于气体流量是通过流量计反馈信号至调节阀，调节阀响应并进行开度及位置调节，进而调节流量，具有在大跨度范围内流量计精度不高的问题，且调节阀调压特性决定其在大跨度流量范围无法正常工作，更无法实现气液两相流高精度控制。另外，由于试验模型为缩比尺寸，与核电设备真实工作状态存在无法克服的尺寸效应差异，该类型试验不能准确估算夹带量。

为还原第四级自动压降系统真实夹带现象，研究其工作过程及机理，需设计全尺寸夹带试验台，为实现真实流量试验，需要设计一种高精度的用于多相流流动控制系统。

实用新型内容

本实用新型提供了一种多相流流动控制系统，该系统可实现夹带试验大跨度流量范围工作，特别是可实现气流流量的高精度调节。

本实用新型的多相流流动控制系统包括模拟舱、气体输送单元、溶液输送单元、输出单元和收集单元，所述气体输送单元经由管路连接在所述模拟舱的底部中央部位，所述溶液输送单元经由管路连接在所述模拟舱的侧壁下部，在所述模拟舱侧壁上部安装有所述输出单元，所述输出单元与所述收集单元连通，所述气体输送单元能够进行多种流量的大跨度流量的调节，所述收集单元配置于所述模拟舱的斜上方。

优选所述气体输送单元包括储气罐、测温排架、测压排架、调压阀和复合喷管，所述复合喷管包括稳定段、喷管段和扩散段，所述喷管段为外轮廓为长方体的中心三元喷管与四个以三元喷管上下左右四个侧壁为底壁的四个二元喷管的组合，在所述喷管段的入口处安装有上下左右四个插板阀，从而能够分别对四个二元喷管入口进行关闭或开放，并通过左插板阀和右插板阀能够实现中心三元喷管的关闭或开放。

优选所述复合喷管的五个喷管流道均能够实现超声速流动。

优选所述气体输送单元还包括涡街流量计和用于监测储气罐压力的测温排架。

优选输出单元包括T型管路和节流阀，所述T型管路水平配置的横管路的一端与所述模拟舱连通，另一端被封堵，其中间竖管路经由截止阀与所述收集单元连通。

优选所述T型管路包括管路直径较细的小T管和管路直径较粗的大T管，小T管和大T管上下并排设置，小T管位于上方。

优选所述收集单元包括能够进行气液分离的称重水箱和称重传感器。

优选所述称重水箱与所述模拟舱之间安装有回流管，所述回流管上安装有截止阀。