[发明专利]一种核反应堆模拟燃料组件流量测量方法及系统

说明书

本发明公开了一种核反应堆模拟燃料组件流量测量方法。本发明还公开了一种核反应堆模拟燃料组件流量测量系统。本发明在不变更经典文丘里管几何结构的前提下，拓宽经典文丘里管的量程比，使经典文丘里管的可测最小流量进一步降低。基于拓宽后的Re范围内对应的流量系数α存在特殊的变化趋势，本发明拟提出一种宽量程经典文丘里管的流量计算方法，利用该计算方法无需迭代计算，通过直接求解方程的方法，实现高效高精度的宽量程文丘里管流量测量。

技术领域

本发明涉及核技术领域，具体涉及一种核反应堆模拟燃料组件流量测量方法及系统。

背景技术

《GB/T 2624-2006用安装在圆形截面管道中的差压装置测量满管流体流量》中的第四部分对经典文丘里管的使用介绍中，存在约束条件，要求雷诺数Re≥2×10⁵，真实使用条件下，往往需要文丘里流量计有较高量程比，能够测量更小的流量，需要在不变更经典文丘里流量计几何结构前提下，拓宽流量计标定试验的流量范围，这种情况下雷诺数Re会小于2×10⁵，在国标GB/T 2624-2006的附录B部分《超出GB/T 2624.4范围使用的经典文丘里管》有这样的描述，机械加工经典文丘里管当雷诺数Re减小到2×10⁵以下时，往往会出现流量系数α值在随着Re的减小而稳定地减小之前略有增大。

而在核领域中，反应堆整体水力模拟试验对模拟燃料组件流量进行测量时，由于反应堆运行存在多种工况，不同工况下雷诺数变化幅度很大，这就使得通用技术中的流量测量方式不适用于核反应堆模拟燃料组件流量的测量，并且无相关文献可参考。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是在核领域中，反应堆整体水力模拟试验对模拟燃料组件流量进行测量时，由于反应堆运行存在多种工况，不同工况下雷诺数变化幅度很大，这就使得通用技术中的流量测量方式不适用于核反应堆模拟燃料组件流量的测量，并且无相关文献可参考，目的在于提供一种核反应堆模拟燃料组件流量测量方法及系统，解决上述问题。

本发明通过下述技术方案实现：

一种核反应堆模拟燃料组件流量测量方法，包括以下步骤：

S1：使用文丘里管对模拟燃料组件中流体的流量系数α和雷诺数Re的关系进行标定生成标定关系函数；所述标定关系函数的自变量为雷诺数Re，应变量为流量系数α；

S2：对所述标定关系函数中上升段的进行拟合生成上升段拟合函数；对所述标定关系函数中下降段的进行拟合生成下降段拟合函数；

S3：将所述上升段拟合函数和文丘里管的理论关系函数联立生成上升段模型；将所述下降段拟合函数和文丘里管的理论关系函数联立生成下降段模型；所述文丘里管的理论关系函数根据文丘里管中雷诺数Re和流量系数α的理论关系获取；

S4：对模拟燃料组件中流体的流量进行测量时，将从文丘里管和测温仪表获取的数据输入所述下降段模型获取下降段输出雷诺数Re′；

当下降段输出雷诺数Re′位于所述标定关系函数的下降段内时，将所述下降段输出雷诺数Re′作为实际雷诺数输出；

当下降段输出雷诺数Re′未位于所述标定关系函数的下降段内时，将从文丘里管和测温仪表获取的数据输入所述上升段模型获取上升段输出雷诺数Re″；

如果所述上升段输出雷诺数Re″位于所述标定关系函数的上升段内时，将所述上升段输出雷诺数Re″作为实际雷诺数输出；

如果所述上升段输出雷诺数Re″未位于所述标定关系函数的上升段内时，扩大流量系数α和雷诺数Re的关系的标定范围并执行S1～S4；

S5：根据所述实际雷诺数获取模拟燃料组件中流体的流量。