[发明专利]多特征管段、多角度位置、颗粒浓度可控的冲蚀沉积测试装置与测试方法

说明书

多特征管段、多角度位置、颗粒浓度可控的冲蚀沉积测试装置与测试方法，属于核电站管道冲蚀沉积测试领域。本发明解决了传统管流式冲蚀沉积实验装置不能同时测试不同特征管段、同一管段不同角度位置冲蚀沉积情况，以及难以模拟核电站一回路管道内颗粒浓度随时间变化的冲蚀沉积情况的问题。本发明中动力装置包括变频器、三相电机和离心泵；变频器的输入端连接三相电源，输出端连接三相电机，三相电机输出端连接离心泵，离心泵进水口连接循环管道主管路末端，离心泵出水口连接循环管道主管路始端；测试装置的部件中，与储液罐中介质接触的各部件均为非金属材料或不含Co、Fe、Ni、Mn、Cr的金属材料。本发明用于冲蚀沉积测试。

技术领域

本发明涉及一种核电站管道冲蚀沉积测试装置与测试方法，具体涉及一种多特征管段、多角度位置、颗粒浓度可控的冲蚀沉积测试装置与测试方法，其可测试在核电站一回路大修期间，管道内浓度随时间变化的放射性颗粒对不同弯管的冲蚀沉积影响及放射性元素与管壁成分之间的元素替换情况，属于核电站管道冲蚀沉积测试领域。

背景技术

核电站在大修期间要在一回路管路中注入过氧化氢溶液进行管路清洗，在此过程中会有放射性元素的腐蚀产物颗粒(如CoO、Fe₃O₄、NiO、MnO、Cr₂O₃)随清洗液在管路内流动、冲蚀以及与管壁成分进行元素替换，从而导致管壁也具有放射性。与此同时，带有放射性元素的颗粒会不断地被一回路中的除盐床吸收，颗粒浓度不断减少。为了提高检修人员的检修效率，减少检修人员在核辐射环境中的检修时间，探寻颗粒冲蚀沉积最严重、放射性元素最集中的管段成为亟待解决的问题。

目前，研究颗粒对管道的冲蚀沉积作用的实验装置主要有管流式、旋转式、喷射式三种。其中管流式实验装置通过离心泵提供动力，使固液两相混合流体在管内循环流动，流体中的固体颗粒与固定好的测试管道之间通过相对运动营造冲蚀沉积环境，是最接近实际工况的一种测试装置。传统的管流式实验装置只是针对某一种特征管段进行冲蚀沉积测试，测试管段单一，缺乏多管段之间的冲蚀沉积数据对比，难以说明液固两相流体对不同特征管段的差异化影响；其测试结果也为该管段冲蚀沉积整体速率，而在实际情况中，管道形状错综复杂，管道的不同周向角和轴向角所受到颗粒冲蚀沉积的影响各不相同，因此，传统管流式实验装置并不能对多特征管段、同一管段多角度位置进行冲蚀沉积测试。

特别的，影响液固两相流体对金属管道的冲蚀沉积的因素众多，其中颗粒浓度对金属管道的冲蚀沉积具有显著的作用。核电站一回路管道中由于有除盐床的存在，使得一回路管道中的颗粒浓度随着清洗液的循环流动而不断减小，而传统流管式实验装置只能营造某一固定颗粒浓度的冲蚀沉积环境，并不能真实地模拟核电站一回路管道内颗粒浓度随时间变化的冲蚀沉积情况。

发明内容

在下文中给出了关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。

鉴于此，本发明是针对传统管流式冲蚀沉积实验装置不能同时测试不同特征管段、同一管段不同角度位置冲蚀沉积情况，以及难以模拟核电站一回路管道内颗粒浓度随时间变化的冲蚀沉积情况的问题，进而设计了一种全新的冲蚀沉积测试装置及测试方法，实现了同时测试多特征管段、多角度位置、颗粒浓度可控的冲蚀沉积及放射性元素与管壁成分之间的元素替换情况的目的。

方案一：多特征管段、多角度位置、颗粒浓度可控的冲蚀沉积测试装置，包括动力装置、循环管道主管路和除盐床支路；

所述动力装置包括变频器、三相电机和离心泵；所述变频器的输入端连接三相电源，输出端连接三相电机，三相电机输出端连接离心泵，离心泵进水口连接循环管道主管路末端，离心泵出水口连接循环管道主管路始端；