[发明专利]一种液态金属流量计标定容器、标定回路及标定方法

说明书

本发明属于液态金属流量测量技术领域，公开了一种液态金属流量计标定容器、标定回路及标定方法。标定容器采用内筒、外筒及整流装置等相结合的方式，可以用于流量大至500m³/h的液态金属流量标定。本申请提供的标定回路及标定方法通过调节液态金属循环泵、缓冲罐加热器温度、空气冷却器等措施使液态金属回路中的液态金属温度满足标定要求，并且通过控制液态金属在缓冲罐中的液位上限和液位下限的液位差为200～500mm，保证了缓冲罐中的液态金属进入液态金属泵时压力保持稳定范围，从而保证了流量计标定的准确度。

技术领域

本发明属于液态金属流量测量技术领域，具体涉及一种液态金属流量计标定容器、标定回路及标定方法。

背景技术

由于液态金属不透明、高温、导电性强及性质活泼等特性使得传统的流量测量技术难以使用。目前多采用永磁式液态金属流量计，一般情况下根据经验公式通过测量磁通密度的方式计算其流量系数，误差较大，多在±5％以上，国内也没有可出具检定证书的机构和设施。

以液态金属中的典型代表钠为例说明，钠冷池式快堆是第四代反应堆型中发展最快的堆型，液态金属钠由于具有良好的热传导特性和中子特性被选作快中子反应堆的冷却剂材料。钠的熔点约98℃，其正常运行温度范围为150℃～600℃。现有的钠流量计标定装置和方法相关的公开文献有：一种液态金属流量标定容器(申请号为CN201410783742.6)、一种高温液态金属流量在线标定装置(申请号为CN201210209956.3)及一种液态金属流量计校验装置及校验方法(申请号为CN201410004959.2)，上述3项专利所提供的标定装置或方法均是在标定过程中随容器液位的增加，回路背压增加，因此只适用于小流量(几个m³/h)金属溶液的流量标定。因为在对大流量钠溶液标定时(约500m³/h)，回路背压增加的更为明显，会造成实际流量标定误差增大。

发明内容

(一)发明目的

根据现有技术所存在的问题，本发明提供了一种能够保证液态金属流量标定过程中背压稳定、流量稳定且标定误差小的适用于大流量(约500m³/h)液态金属流量标定的标定容器、标定回路及标定方法。

(二)技术方案

为了解决现有技术所存在的问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种液态金属流量计标定容器，该标定容器主要包括外筒、内筒、液位计、导流板、保护套管及整流装置，内筒位于外筒内且不与外筒接触，标定容器的底部还设有液态金属注入口和液态金属排放口；

所述内筒与整流装置为焊接在一起的整体结构，该整体结构设置于外筒内部的径向中心位置处，且整流装置位于内筒下方；其中整流装置为层式结构，根据液态金属流量大小，整流装置的层数设置为1～5层，每层整流装置的结构一致，其形状均为圆盘形且圆盘上对称地设置有使液态金属能够流入内筒与外筒之间的液流孔道；整流装置用于将从液态金属注入口流入的钠均匀分配至容器外筒，并保证大流量条件下溢流位置液位的稳定；

所述保护套管用于安装液位计和测温热电偶，保护套管的上端高于外筒顶部；保护套管与外筒顶部接触处密封，其下端开口并伸入至内筒内，以避免溢流到内筒的液态钠不会冲击液位计，或造成液位计的误触发和读数偏差；

所述液位计从保护套管上端伸入至保护套管内，液位计与保护套管的接触处密封，其中液位计包括单点液位计和连续液位计，其中单点液位计包括上液位计、中液位计、下液位计，上液位计、中液位计和下液位计的探头位于保护套管的上部、中部和下部，其中上液位计和下液位计之间的内筒的容积为经过计量的有效容积，内筒的直径及其有效容积根据最大流量下标定时间内所需液态金属量及装置不确定度共同确定；所述单点液位计与保护套管的接触处设置有绝缘体，使单点液位计与保护套管之间绝缘，绝缘体处的温度要满足绝缘体正常工作需要；所述连续液位计位于保护套管内的径向中心位置处，其下端低于保护套管的下端，用于实时监测标定过程；