[发明专利]一种研究运动工况下管流及仪表响应特性的实验装置

说明书

本发明的目的在于提供一种研究运动工况下管流及仪表响应特性的实验装置。包括循环管路系统、固定台架系统、测量系统，循环管路系统包括进口段直管、强迫循环泵、进口段软管、上升段直管、纵向段直管、横向段直管、下降段直管、高位公共引压管、低位公共引压管、出口段软管、出口段直管、给水管路及连接件，进口段直管依次连接进口段软管、上升段直管、纵向段直管、横向段直管、下降段直管、出口段软管、出口段直管、给水管路及连接件，固定台架系统包括连接底板、管路固定架、惯导连接架，管路固定架位于横向段直管下方。本发明结构简单，适用于多种海洋条件运动平台，可实现对海洋条件多种运动工况下管路内流动特性如差压、流量的测量及研究。

技术领域

本发明属于船用反应堆热工水力实验研究技术领域，具体涉及一种研究运动工况下管流及仪表响应特性的实验装置。

背景技术

管路系统是常规陆基反应堆中较为常见的系统，大量出现在各个回路中，管路中的各个参数如流量、压降等可用常规仪表仪器采集。压力测量是一种常见的信号测量方式。如流动阻力及局部阻力等产生的压降主要采用差压变送器进行测量。流量测量通常采用孔板流量计，其原理是流体通过孔板产生速度及静压变化，通过速度差可以计算出流经孔板的流量及速度。以上差压、流量测量实际上均为压力和压差测量。压力测量广泛使用的测量装置是差压变送器，其工作原理是将压力或压差信号转化为电信号，在一定范围内压力或压差信号与电信号呈线性关系，通过标定即可获得测量压差值。以上仪表一般应用于稳态、非运动条件下的测量，对传统的陆基反应堆是适应的。

不同于陆基反应堆，船用反应堆及海底反应堆通常会受到风、浪、涌等运行的影响。海洋条件运动会引起核动力装置做横摇等运动，这些运动改变了热工水力系统与大地坐标的相对位置，对热工水力系统引入了附加加速度。非惯性坐标系中，质量、能量守恒方程与惯性系的相同，但原始的动量方程不成立，需要引入惯性力。海洋条件下惯性加速度的引入包括平移加速度、向心加速度、切向加速度、科氏加速度。所以在海洋条件下的研究需要新的理论公式支撑，才能进行正确合理的理论分析。

在测量过程中，管路内流体流动特性会因为所受附加惯性力而改变，且仪表和测点之间通常由充满介质的导压管连接，当处于运动条件时，导压管内的导压介质受附加加速度的影响会引起一定的压力，引入一定的测量误差。另外，仪表内的压力转换部件，对瞬态变化也存在一定的响应时间，测量结果可能会滞后于实际变化发生时间。因此传统上适用于陆上静止状态下的差压、流量测量方法可能已不满足于海洋条件下的测量需求，需要对海洋条件运动工况下管流及仪表响应特性进行研究。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种研究运动工况下管流及仪表响应特性的实验装置。

本发明的目的通过如下技术方案来实现：本发明包括循环管路系统和固定台架系统，循环管路系统包括进口段直管1-1、强迫循环泵1-2、进口段软管1-3、上升段直管1-4、弯头1-5、活接头1-6、纵向段直管1-7、横向段直管1-8、下降段直管1-9、高位公共引压管1-10、低位公共引压管1-11、出口段软管1-12、出口段直管1-13、给水管路及连接件1-14、加压水箱1-15、进口段阀门1-16、出口段阀门1-17、自然循环加热器1-18，进口段直管1-1依次连接进口段软管1-3、上升段直管1-4、纵向段直管1-7、横向段直管1-8、下降段直管1-9、出口段软管1-12、出口段直管1-13、给水管路及连接件1-14，上述所有直管、软管和给水管路及连接件1-14之间均通过弯头1-5和活接头1-6连接，强迫循环泵1-2设置在进口段软管1-3上，进口段阀门1-16设置在进口段软管1-3与上升段直管1-4连接的一端，自然循环加热器1-18设置在上升段直管1-4上，高位公共引压管1-10和低位公共引压管1-11设置在下降段直管1-9上，出口段阀门1-17设置在出口段软管1-12上，加压水箱1-15设置在给水管路及连接件1-14上，固定台架系统包括连接底板2-1、管路固定架2-3、惯导连接架2-4，连接底板2-1上加工有连接孔2-2，管路固定架2-3位于横向段直管1-8下方，管路固定架2-3下方与连接孔2-2连接，管路固定架2-3与循环管路系统连接，惯导连接架2-4与管路固定架2-3下方连接。