CN112489835A - 基于丝网测量浓硼扩散特性的t型管实验模拟体及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于丝网测量浓硼扩散特性的T型管实验模拟体及方法，所述T型管实验模拟体包括T型管筒体，所述T型管筒体包括水平管，所述水平管上设置有安注管，所述水平管上在安注管的两侧均设置有丝网测量组件，所述丝网测量组件垂直于水平管的轴线设置，所述丝网测量组件若干水平组丝和若干垂直组丝组成，所述水平组丝与垂直组丝相互垂直，所述安注管和水平管分别用于注入硼酸溶液和冷却剂，所述安注管上设置有浓硼溶液流量测量组件，所述水平管的入口端设置有主回路流量测量组件。通过本发明所述T型管实验模拟体和方法能够后获得T型管注入反应堆一回路管道中的浓硼扩散特性。

Description

基于丝网测量浓硼扩散特性的T型管实验模拟体及方法

技术领域

本发明涉及反应堆参数测量技术领域，具体涉及基于丝网测量浓硼扩散特性的T型管实验模拟体及方法。

背景技术

当核反应堆发生设计基准事故时，反应堆的专设安全系统往堆芯注入浓硼溶液，吸收链式裂变过程中的中子，进一步降低堆芯的衰变热功率。反应堆专设安全系统的浓硼安注箱经过安注管道，通过T型管注入核反应堆的一回路管道，注入后的浓硼溶液同一回路的流体一起流入堆芯。

事故条件下，浓硼溶液进入堆芯的浓度和到达时间与事故条件下的反应堆安全性能息息相关。进入堆芯的硼溶液浓度越高，进入时间越早，堆芯功率下降速率越快，反应堆越安全。因此安注过程中，浓硼扩散特性对核反应堆的安全具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提供基于丝网测量浓硼扩散特性的T型管实验模拟体及方法，通过本发明所述T型管实验模拟体和方法能够后获得T型管注入反应堆一回路管道中的浓硼扩散特性。

本发明通过下述技术方案实现：

基于丝网测量浓硼扩散特性的T型管实验模拟体，包括T型管筒体，所述T型管筒体包括水平管，所述水平管上设置有安注管，所述水平管上在安注管的两侧均设置有丝网测量组件，所述丝网测量组件垂直于水平管的轴线设置，所述丝网测量组件若干水平组丝和若干垂直组丝组成，所述水平组丝与垂直组丝相互垂直，所述安注管和水平管分别用于注入硼酸溶液和冷却剂，所述安注管上设置有浓硼溶液流量测量组件，所述水平管的入口端设置有主回路流量测量组件。

本发明所述丝网测量组件能够实时测量垂直流动方向截面上多点硼酸浓度，并且可以实时测量沿流动方向上的硼酸浓度。

本发明所述T型管实验模拟体采用丝网测量组件对流动截面多点浓度进行实时测量，相比于单一测点方式，更加经济和高效，并且结构简单，制造工艺成熟，成本较低。

进一步地，水平管上游设置有两组丝网测量组件，所述水平管下游设置有4组丝网测量组件。

本发明所述具体是指靠近水平管入口的一侧，下游是远离水平管入口的一侧。

进一步地，上游两组丝网测量组件离安注管的位置分别为10mm和50mm，下游4组丝网测量组件离安注管的位置分别为10mm、20mm、30mm和50mm。

进一步地，安注管与水平管的连接方式为插入式连接或平接。

进一步地，当安注管与水平管的连接方式为插入式连接时，安注管插入深度为水平管直径的10％、20％、30％、40％或50％。

进一步地，安注管和水平管的中心线夹角θ为30°-330°

进一步地，安注管和水平管的中心线夹角θ为30°、60°、90°、120°、150°、180°、210°、240°、270°、300°或330°。

进一步地，安注管与水平管的连接方式为焊接。

一种基于丝网测量浓硼扩散特性的T型管实验模拟体的模拟方法，包括以下步骤：

S1、通过T型管筒体的水平管注入冷却剂，通过主回路流量测量组件测量进入T型管筒体的流体流量；

S2、通过T型管筒体的安注管注入硼酸溶液，通过浓硼溶液流量测量组件测量进入T型管筒体的硼酸溶液流量；

S3、硼酸溶液注入后，采用丝网测量组件实时测量T型管筒体内的硼浓度分布情况；

S4、更换不同安注管内径的T型管实验模拟体，获得不同安注管内径T型管的浓硼扩散特性；

S5、更换安注管和水平管的中心线不同夹角的T型管实验模拟体，获得不同安注管和水平管的中心线不同夹角的T型管的浓硼扩散特性；

S6、更换不同安注管插入深度的T型管实验模拟体，获得不同安注管插入深度的T型管实验的浓硼扩散特性。

本发明中的T型管实验模拟体采用丝网测量组件对流动截面多点浓度进行实时测量，并且结构简单，制造工艺成熟，成本较低。本发明设计了不同安注管内径、安注夹角和插入深度的T型管筒体，并且获得了不同类型T型管的浓硼扩散特性，为安全性能更高的反应堆研发奠定了坚实的基础。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

本发明所述T型管实验模拟体采用丝网测量组件对流动截面多点浓度进行实时测量，相比于单一测点方式，更加经济和高效，并且结构简单，制造工艺成熟，成本较低

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明T型管实验模拟体的结构示意图；

图2a为安注管与水平管垂直连接且平接的示意图；

图2b为安注管与水平管垂直连接且插入式连接的示意图；

图2c为安注管与水平管非垂直连接且插平接的示意图；

图2d为安注管与水平管非垂直连接且插入式连接的示意图；

图3为丝网测量组件的示意图；

图4为丝网测量组件在水平管上的相对位置示意图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-T型管筒体，2-丝网测量组件，3-浓硼溶液流量测量组件，4-主回路流量测量组件。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1：

如图1所示，基于丝网测量浓硼扩散特性的T型管实验模拟体，包括T型管筒体1，所述T型管筒体1包括水平管，所述水平管上设置有安注管，所述水平管与安注管连接的方式为焊接，所述T型管筒体1通过安注管与上游的浓硼安注箱相连，通过水平管与反应堆一回路系统管道相连，水平管的内径与反应堆主冷却剂管道一致，安注管的内径可以为10mm、20mm、30mm、40mm、50mm或60mm；安注管与水平管的连接方式有插入式和平接式两种，如图2a、2b、2c和2d所示；安注管插入式深度可以为水平管直径的10％、20％、30％、40％或50％；安注管和水平管的中心线夹角θ可以是30°、60°、90°、120°、150°、180°、210°、240°、270°、300°或330°；所述水平管上在安注管的两侧均设置有丝网测量组件2，如图3和图4所示，所述水平管上游设置有两组丝网测量组件2，所述水平管下游设置有4组丝网测量组件2；所述上游两组丝网测量组件2离安注管的位置分别为10mm和50mm，下游4组丝网测量组件2离安注管的位置分别为10mm、20mm、30mm和50mm，所述丝网测量组件2垂直于水平管的轴线设置，所述丝网测量组件2有11个水平组丝和11个垂直组丝组成，通过水平丝和垂直丝的组合可以测量水平管流动截面上109个局部点的硼酸浓度；该方法相比于单一测点方式，更加经济和高效，所述水平组丝与垂直组丝相互垂直，所述安注管和水平管分别用于注入硼酸溶液和冷却剂，所述安注管上设置有浓硼溶液流量测量组件3，用于测量经T型管注入反应堆一回路管道的浓硼溶液流量，所述水平管的入口端设置有主回路流量测量组件4，用于测量反应堆一回路管道的流体流量。

一种基于实施例1所述基于丝网测量浓硼扩散特性的T型管实验模拟体的模拟方法，包括以下步骤：

S1、通过T型管筒体1的水平管注入冷却剂，流动稳定后通过主回路流量测量组件4测量进入T型管筒体1的流体流量；

S2、通过T型管筒体1的安注管注入硼酸溶液，通过3浓硼溶液流量测量组件测量进入T型管筒体1的硼酸溶液流量；

S3、硼酸溶液注入后，采用丝网测量组件2实时测量T型管筒体1内的硼浓度分布情况；

S4、更换不同安注管内径的T型管实验模拟体，获得不同安注管内径T型管的浓硼扩散特性；

S5、更换安注管和水平管的中心线不同夹角的T型管实验模拟体，获得不同安注管和水平管的中心线不同夹角的T型管的浓硼扩散特性；

S6、更换不同安注管插入深度的T型管实验模拟体，获得不同安注管插入深度的T型管实验的浓硼扩散特性。

本实施例所述的T型管实验模拟体采用了不同安注管内径、安注夹角和插入深度的T型管筒体，采用丝网测量组件2测量浓硼安注后管道上下游的浓硼扩散和分布特性；采用浓硼溶液流量测量组件3测量安注的硼酸浓度；采用主回路流量测量组件4测量一回路管道的流体流量；所述的T型管实验模拟体可以研究不同安注管内径、安注夹角和插入深度T型管筒体的浓硼扩散特性。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.基于丝网测量浓硼扩散特性的T型管实验模拟体，其特征在于，包括T型管筒体(1)，所述T型管筒体(1)包括水平管，所述水平管上设置有安注管，所述水平管上在安注管的两侧均设置有丝网测量组件(2)，所述丝网测量组件(2)垂直于水平管的轴线设置，所述丝网测量组件(2)若干水平组丝和若干垂直组丝组成，所述水平组丝与垂直组丝相互垂直，所述安注管和水平管分别用于注入硼酸溶液和冷却剂，所述安注管上设置有浓硼溶液流量测量组件(3)，所述水平管的入口端设置有主回路流量测量组件(4)。

2.根据权利要求1所述的基于丝网测量浓硼扩散特性的T型管实验模拟体，其特征在于，所述水平管上游设置有两组丝网测量组件(2)，所述水平管下游设置有4组丝网测量组件(2)。

3.根据权利要求2所述的基于丝网测量浓硼扩散特性的T型管实验模拟体，其特征在于，所述上游两组丝网测量组件(2)离安注管的位置分别为10mm和50mm，下游4组丝网测量组件(2)离安注管的位置分别为10mm、20mm、30mm和50mm。

4.根据权利要求1所述的基于丝网测量浓硼扩散特性的T型管实验模拟体，其特征在于，所述安注管与水平管的连接方式为插入式连接或平接。

5.根据权利要求4所述的基于丝网测量浓硼扩散特性的T型管实验模拟体，其特征在于，当安注管与水平管的连接方式为插入式连接时，安注管插入深度为水平管直径的10％、20％、30％、40％或50％。

6.根据权利要求1所述的基于丝网测量浓硼扩散特性的T型管实验模拟体，其特征在于，所述安注管和水平管的中心线夹角θ为30°-330°。

7.根据权利要求1所述的基于丝网测量浓硼扩散特性的T型管实验模拟体，其特征在于，所述安注管和水平管的中心线夹角θ为30°、60°、90°、120°、150°、180°、210°、240°、270°、300°或330°。

8.根据权利要求1-7任一项所述的基于丝网测量浓硼扩散特性的T型管实验模拟体，其特征在于，所述安注管与水平管的连接方式为焊接。

9.一种基于权利要求1-8任一项所述基于丝网测量浓硼扩散特性的T型管实验模拟体的模拟方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、通过T型管筒体(1)的水平管注入冷却剂，通过主回路流量测量组件(4)测量进入T型管筒体(1)的流体流量；

S2、通过T型管筒体(1)的安注管注入硼酸溶液，通过(3)浓硼溶液流量测量组件测量进入T型管筒体(1)的硼酸溶液流量；

S3、硼酸溶液注入后，采用丝网测量组件(2)实时测量T型管筒体(1)内的硼浓度分布情况；

S4、更换不同安注管内径的T型管实验模拟体，获得不同安注管内径T型管的浓硼扩散特性；

S5、更换安注管和水平管的中心线不同夹角的T型管实验模拟体，获得不同安注管和水平管的中心线不同夹角的T型管的浓硼扩散特性；

S6、更换不同安注管插入深度的T型管实验模拟体，获得不同安注管插入深度的T型管实验的浓硼扩散特性。

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