[发明专利]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

说明书

本发明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。

技术领域

本发明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。

背景技术

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CN 108761022 A，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研究，其采用铅铋泵为通用铅铋泵，其结构与本发明所提供铅铋泵相比，结构复杂，叶片无法拆卸，难以确定铅铋泵的腐蚀情况，因此该系统不适用于针对铅铋泵展开热工水力特性及腐蚀速率研究。又例如申请公告号为CN106837769 A，名称为一种铅铋合金气泡泵循环能力实验系统及其实验方法。该系统结构简单，但是仅能针对铅铋合金气泡泵的循环能力进行测量，无法满足铅铋泵的热工水力特性以及腐蚀速率的测量研究。

发明内容

本发明实施目的在于提供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其实验方法，以弥补上述技术的缺点，实现对于高温铅铋泵的热工水力性能和腐蚀速率的测量及分析研究。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种高温铅铋泵热工水力性能和腐蚀速率测量实验系统，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；