多流道辐照装置各流道流量分配测量.docx

多流道辐照装置各流道流量分配测量【摘要】本文利用堆外试验回路开展辐照装置进行流量测量试验通过同等工况下辐照装置两侧的压差相等则流经辐照装置的流量相等的原理进行流量测量分别采取措施堵住辐照装置的各流道然后测量各流道在额定压差下的流量。最终为辐照装置入堆提供数据支持。【关键词】压差；流量测量；辐照装置0引言辐照装置是一种放入研究堆中进行辐照试验用来进行同位素生产的一套装置。由于放入研究堆中不能影响研究堆的安全设计要求非常严格。在辐照试验过程中辐照装置需要有合适的流道结构使得冷却剂等充分的带走本身所产生的热量。根据设计任务要求在装置设计完成后需要进行堆外验证试验对结构的设计合理性进行验证。本文利用一套等尺寸的模拟辐照庄子在堆外试验回路进行试验来进行结构验证。1试验设施简介堆外水力试验设施包括两个部分：一部分为水力试验回路另一部分为模拟堆内水冷同位素孔道结构尺寸的试验段。1.1堆外水力试验回路堆外水力试验回路可为辐照装置提供试验所需的介质流量、温度及压力等条件。回路系统主要参数见表1。水力试验回路主要由主泵、稳压罐、热交换器、阀门等设备及管道组成。稳压罐压力由氮气瓶提供。通过主阀门和旁路阀可调节回路流量。回路安装有流量、压力测量仪表及温度传感器通过工控机监测回路运行参数。试验回路示意图见图1。1.2试验段堆外试验段主要模拟辐照装置在堆内水冷同位素孔道中的部分。试验段长约2m内径与孔道内管尺寸相同（Φ70mm）其组成主要包括：上端盖、外套筒、下端盖、进出水管、密封圈、模拟辐照装置等。试验段示意图见图2。试验段的设计参数见表2。2验证试验内容2.1试验参数堆外验证试验回路参数见表2。2.2辐照装置压降测量试验水力试验回路的冷却剂温度、回路压力、水质参数应满足表1所规定的要求分别测量25%、50%、75%、100%、125%及150%额定流量情况下辐照装置造成的压降。此压降数值作为各流道流量分配试验压降参考。2.3辐照装置各流道流量分配试验水力试验回路冷却剂温度、回路压力、水质参数应满足表1所规定的要求参照2.2节中测出的额定流量下的压降分别测量50%、75%、100%、125%及150%额定流量压差下流经辐照装置的中心孔、内流道、外流道和屏蔽管外间隙的冷却剂流量。3结果及分析3.1压降测量设定水力试验回路冷却剂压力为额定值调节回路流量使流量值分别为辐照装置的额定流量值的20%～120%同时测量相应流量下辐照装置的压降。试验从最大流量开始逐渐减少到最小流量然后再从最小流量逐渐增加到最大流量。试验回路流量的实际调节范围为0.6～12.4m3/h辐照装置压降的测量结果见图3。结果分析：1）从图3中看出两组压降的测量数据符合的非常好最大偏差在1%以内试验测量的数据重复性好；2）在设计流量7m3/h条件下流体流经辐照辐照装置产生的压降为15.4±1.0kPa。3.2辐照装置各流道流量分配试验设定水力试验回路冷却剂压力为额定值通过更换模拟靶件下端头的形式分别堵住靶件的间隙、内或外流道调节试验回路流量并测量靶件的压降值达到15.4kPa时的靶件内、外流道的流量。间隙、内、外流道流量与压降的关系见图4。结果分析：1）从图4中可以看出在相同压降的条件下外流道流量比内流道流量大；相同流量下内流道产生的压降大于外流道的压降。与内外流道的流量相比间隙中的流量很小。2）在设计流量7m3/h情况下内流道的流量测量结果为3.52m3/h内流道的流量测量结果为3.27m3/h间隙的流量测量结果为0.86m3/h内外流道的热工设计计算结果为3.63m3/h和3.01m3/h理论值与试验值的最大偏差在10%以内。间隙的热工设计计算结果为0.43m3/h与测量结果相差较大是由于设计计算中孔道的内径为Φ70然而冲刷试验试验段孔道的直径为Φ70.3经过推算试验段孔道为Φ70时间隙的流量应为0.57m3/h。3.3水力冲刷试验利用堆外试验回路模拟装置在辐照时的流量、温度及压力条件对辐照庄子进行75天（100%的辐照时间）的稳定性冲刷试验。在试验的第20天及75天时停止回路运行将辐照装置从试验段中取出对辐照装置结构进行检查分别检查模拟辐照装置各部件变形及松动情况。结果分析：经过75天的冲刷试验未发现辐照装置结构发生变形和松动情况辐照装置结构保持完整。4结论通过分析可以