[发明专利]一种用于液态铅铋电磁流量计的标定平台及其标定方法

说明书

本发明公开了一种用于液态铅铋电磁流量计的标定平台及其标定方法，标定平台包括铅铋合金储存罐、电磁流量计、电加热器、标定筒、液位计、氩气瓶和真空泵组成的气体回路；公开了本标定平台使用的标定方法，利用气压由铅铋合金储存罐向标定回路中第一标定筒注入液态铅铋合金，流经电磁流量计时采集到一组电压信号，采集第一标定筒中液位计通断信号；控制回路阀门，使第一标定筒中铅铋合金在重力作用下流向第二标定筒，同理测得一组电磁流量计电压信号和第二标定筒中液位计通断信号；由体积法求解回路流量，绘制电磁流量计电压信号与回路流量相关特性曲线，拟合出电压信号‑回路流量关系式；可以在回路允许的不同运行温度下标定电磁流量计。

技术领域

本发明涉及第四代核反应堆铅基冷却剂电磁流量计技术领域，具体属于一种用于液态铅铋电磁流量计的标定平台及其标定方法。

背景技术

核能在世界能源供应中扮演着不可或缺的角色，相对于化石燃料，其拥有清洁安全高效的特性。而作为第四代核反应堆技术路线图中所选择的六个反应堆概念之一，铅基快中子堆用液态铅铋合金作为冷却剂，在对液态铅铋反应堆进行热工水力或材料特性研究时，实行进行精确的流量测量是非常重要的，也是反应堆测控系统中不可缺少的一部分。但是由于液态铅铋合金特殊的物理化学特性，在选择对其流量测量的设备与技术时，必须考虑高温、强腐蚀的工况；同时，由于液态铅铋合金的不透明性，所有光学方法都无法定量和定性地表征流动特性，这些问题都给液态铅铋合金流量的实时监测带来极大的挑战。目前国内外主要的液态铅铋合金流量测量技术及设备主要包括：基于动量原理的涡轮流量计，测量精度较高，但机械部件在高温液态铅铋合金流动工况下的长期稳定性不足；基于科里奥利效应的回转式流量计，能实现自校准并直接测量质量流量，但仪器的温度和压力操作范围有限；基于卡门涡街原理的涡街流量计，能较精确地测量低速流体，对介质物性不敏感；基于压力差测量原理的孔板流量计（或喷嘴、文丘里等类型），适用管道尺寸范围广，但带来的压力损失大；基于声波传播机理的超声波流量计，在管道中无阻碍，但需要考虑换能元件耐温程度问题，测量高温液态金属时要引入波导器；基于法拉第电磁感应定律的电磁流量计，不侵入管道部件，输出信号较强、线性度高、性能稳定、无压力损失，且能测量高温流体，广泛应用于德国KALLA实验室的THESYS回路、中国科学院核能安全技术研究所的PREKY回路等国内外的实验平台上，是测量液态铅铋合金实时流量的主要设备种类之一。尽管电磁流量计组成结构简单，装卸和维修非常方便，但是流量计输出信号易受管道边界条件影响，因为高温液态铅铋合金会对结构管道造成氧化腐蚀，管道内壁有绝缘氧化层生成，使输出信号衰减，容易造成流量信息读取不准确。因此，亟待提出一种能用于电磁流量计重复标定的实验平台和实验方法，从而校正其输出信号，获得准确的流量信息。

发明内容

本发明解决的技术问题是：本发明提出了一种液态铅铋电磁流量计的标定平台和标定方法，利用气压由铅铋合金储存罐向标定回路中第一标定筒注入液态铅铋合金，流经电磁流量计时采集到一组电压信号，液态铅铋合金到达第一标定筒时采集第一标定筒中液位计的通断信号；控制回路阀门，使第一标定筒中铅铋合金在重力作用下流向第二标定筒，同理测得一组电磁流量计电压信号和第二标定筒中液位计的通断信号；由体积法求解回路流量，绘制电磁流量计电压信号与回路流量相关特性曲线，拟合出电压信号-回路流量关系式。

本发明解决上述的技术问题采用的技术方案如下：一种用于液态铅铋电磁流量计的标定平台及其标定方法，包括铅铋合金储存罐（1）、电磁流量计（3）、第一标定筒（4）、第一液位计（18）、第二标定筒（5）、第二液位计（17）、氩气瓶（6）和真空泵（7）组成的气体回路、第一电加热器（20）、第二电加热器（8）、第三电加热器（9）；