[发明专利]一种反应堆堆芯组件子通道流量测量试验装置及方法

权利要求书

1.一种反应堆堆芯组件子通道流量测量试验装置的试验方法，所述试验装置包括用于模拟反应堆堆芯组件子通道的棒束试验件(5)，所述棒束试验件(5)置于棒束套管(4)内部且通过棒束套管(4)底端的定位件(3)固定；整流器(2)位于棒束套管(4)下方，下腔室(1)位于整流器(2)下部，所述整流器(2)用于进口流场整直；可视化段(7)置于棒束套管(4)顶部，棒束试验件(5)顶端位于所述可视化段(7)中部位置与取样探头(12)的底部相接，利于观察取样探头(12)是否与待测子通道对齐；上腔室(8)位于所述可视化段(7)顶部用于主回路回水；所述上腔室(8)顶部连接波纹管(9)，旋转接头(10)置于波纹管(9)顶部法兰中心与移动装置(11)Z轴方向设置的蜗轮蜗杆机构相连实现取样探头(12)的旋转；所述取样探头(12)插入旋转接头(10)中，通过旋转接头(10)顶部小法兰连接固定；波纹管(9)顶部法兰与移动装置(11)Z轴下端的抓头固连，实现取样探头(12)三维方向的移动；所述棒束套管(4)与固定架(6)相连实现试验装置的固定；下腔室(1)进口管线和上腔室(8)出口管线与整个试验回路相连；

其特征在于：所述试验方法为：在试验回路启动阶段，主回路泵开启并向试验装置中打入试验工质，打开波纹管(9)排气阀直至回路空气排尽；当可视化段(7)中没有气泡时，再对取样探头(12)内的多组测压管排气并与差压变送器相接；排气工作完成后，利用移动装置(11)完成取样探头(12)位置及角度的调节，观察可视化段(7)保证取样探头(12)与待测子通道对接；通过调节取样探头(12)出口管连接阀门的开度控制取样探头(12)提取的流量保证待测子通道的静压与所有相邻外部子通道平均静压相同，此时取样探头(12)提取的流量就是待测子通道真实流量，通过数据采集系统记录取样探头(12)出口管线上流量计数据完成待测子通道流量测量；接着通过移动装置(11)测量其他位置子通道流量，当下一个需测量的子通道和上一个子通道角度发生变化时，通过移动装置(11)的蜗轮蜗杆机构对取样探头(12)角度进行调节。

2.根据权利要求1所述的一种反应堆堆芯组件子通道流量测量试验装置的试验方法，其特征在于：所述可视化段(7)由透明材料加工而成，材料性能满足试验工况要求，以棒束试验件(5)顶端高度为界分为几何形状相同但流通截面大小不同的上下两段，下半段截面几何尺寸与棒束套管(4)完全一致，上半段截面几何尺寸大于下半段，上半段内壁面向外扩宽了1mm，考虑到取样探头(12)取样流道的壁面厚度，通过扩宽流通截面的设计给边、角子通道的取样探头(12)预留空间，保证边、角子通道的取样探头(12)能够与待测子通道对齐。

3.根据权利要求1所述的一种反应堆堆芯组件子通道流量测量试验装置的试验方法，其特征在于：所述棒束试验件(5)顶端为下凹的锥形结构，取样探头(12)底端为凸出的且具有相同几何的锥形结构，两者能够适配对接，利于取样探头(12)与待测子通道对齐。

4.根据权利要求1所述的一种反应堆堆芯组件子通道流量测量试验装置的试验方法，其特征在于：所述移动装置(11)具有四个自由度，能够实现三维空间任意方向的移动及水平面任意角度的调节，由X轴、Y轴和Z轴三个轴组成，通过丝杠装置实现平移，在Z轴方向设置蜗轮蜗杆机构实现取样探头(12)在X-Y平面的角度调节，上述调节过程手动或机动，且整套移动装置(11)具有高的调节精度。

5.根据权利要求1所述的一种反应堆堆芯组件子通道流量测量试验装置的试验方法，其特征在于：所述棒束试验件(5)采用底端固定的方式，通过棒束套管(4)底部的定位件(3)实现固定，由于需要测量出口子通道流量，棒束试验件(5)顶端出口没有任何约束；根据实际情况，不同组件类型，其棒束试验件(5)中部也能够添加定位件(3)固定。

6.根据权利要求1所述的一种反应堆堆芯组件子通道流量测量试验装置的试验方法，其特征在于：所述波纹管(9)顶部法兰侧面开孔并焊接阀门，在试验启动阶段实现高点排气。

7.根据权利要求1所述的一种反应堆堆芯组件子通道流量测量试验装置的试验方法，其特征在于：所述取样探头(12)内含多组测压管用于测量棒束试验件(5)出口待测子通道及其相邻子通道的静压。