一种液态铅铋合金流量计及其流量测量方法

1.本发明属于液态金属流量测量技术领域，涉及一种液态铅铋合金流量计及其流量测量方法。


背景技术：

2.铅冷快堆是指采用液态铅或铅铋合金冷却的快中子反应堆，具有良好的核废料嬗变和核燃料增殖能力，以及较高的安全性和经济性，已成为第四代反应堆系统中最具发展潜力的堆型之一。
3.铅冷快堆一般采用池式结构，一回路所有部件，包括：堆芯、蒸汽发生器模块、主泵和相应的冷却剂流道等，均布置在主容器内，传统流量测量装置难以布置。同时，由于铅铋冷却剂运行温度高，具有一定的腐蚀性，传统流量测量方法无法很好地测量液态铅铋合金的流量。另外，铅铋堆的运行工况复杂，灵活性要求高，对控制系统的性能要求较高，因而需要精确的测量数据，以及对大量测量数据进行保存和处理。
4.因而，研发一种液态铅铋合金流量计是实现铅铋快堆精确测量和有效控制，从而提高其运行灵活性和安全性的重要基础。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于解决现有技术中无法很好地测量液态铅铋合金流量的问题，提供一种液态铅铋合金流量计及其流量测量方法。
6.为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
7.第一方面，本发明提供一种液态铅铋合金流量计，包括筒体，所述筒体为两底面开口的圆柱状结构，筒体内套设有一端开口的回形壳，回形壳为圆柱状结构，外壁紧贴筒体的内壁；筒体的两端侧面均套设支撑环；回形壳的两端侧面均套设环状结构的第一连接板，第一连接板的内环壁面紧贴回形壳的外壁；筒体与回形壳通过支撑环和第一连接板密封；回形壳的开口侧与管道相连通，管道与回形壳的连接处套装有环状结构的第二连接板，第二连接板的内环壁面与管道的外壁密封连接，第二连接板与回形壳开口一侧的第一连接板密封连接；
8.筒体的侧面外壁上设置有温控组件以及安装座，回形壳的内壁中设置有导热组件；安装座上安装有用于安装电控单元的元件盒和用于安装温控单元的存放盒，安装座内设置有与电控单元相连的液体流速传感器，回形壳的内腔与安装座的内腔相连通；所述温控组件与温控单元相连。
9.上述流量计进一步的改进在于：
10.所述回形壳开口一侧的支撑环、第一连接板和第二连接板，以及对侧的支撑环和第一连接板均通过结构相同的若干紧固件活动连接；所述紧固件包括夹板、导向杆以及手柄，所述导向杆贯穿支撑环上开设的轴承孔、第一连接板上开设的第一方槽以及第二连接板上开设的第二方槽；夹板与手柄固定连接在导向杆的两端，手柄位于支撑板远离第一连
接板的一侧；夹板的形状与第一方槽和第二方槽的形状相同，能够通过旋转方向与一方槽或第二方槽相抵，实现锁紧功能。
11.所述电控单元包括均安装于元件盒内的单片机、控制器、存储器、无线网络模块以及蓄电池；控制器、存储器和无线网络模块均与单片机电连接，蓄电池为整个电控单元供电；液体流速传感器与单片机电连接。
12.所述筒体的侧面开设有通槽，回形壳的侧面均开设有与通槽位置相对的通孔；通槽与安装座的内腔相连通，管道中的液体能够经通孔和通槽进入到安装座的内腔中，与液体流速传感器相接触。
13.所述温控组件包括金属管，所述筒体的外壁上加工有一体成型的波纹槽，金属管缠绕在波纹槽中；金属管的两端敞口，一端与温控单元相连，一端与外部环境相连通。
14.所述温控单元包括鼓风机，鼓风机通过支座安装在存放盒内，鼓风机的进风口通过进风管与外部环境相连通，出风口通过出风管与传输管相连通，传输管的末端与金属管一端相连。
15.所述导热组件包括内嵌于回形壳侧壁中的导热板，导热板的外侧固定有若干散热片，回形壳的侧壁上开设有肉感圆孔，所述圆孔将散热片所在区域与回形壳侧壁外的区域相连通。
16.所述筒体的内壁上开设有长槽，所述长槽中沿筒体的径向设置有若干圆杆，所述圆杆一端固定在长槽的底部，一端与回形壳的外壁相接触。
17.所述轴承孔孔内设置有轴承，所述轴承孔、第一方槽以及第二方槽的数量均为6个，且均沿周向均匀分布。
18.第二方面，本发明提供一种液态铅铋合金流量测量方法，包括以下步骤：
19.步骤1，将第二方槽与第一方槽对齐，握住柱杆将支撑环移动到第一连接板侧面接触，使导向杆位于第一方槽及第二方槽中，夹板从方槽中穿出，再握住手柄转动，使夹板与第二方槽错开，完成流量计与管道的安装；
20.步骤2，测量时，流量计内流过高温液态铅铋合金，液态铅铋合金的热量传递到回形壳中，并传递到导热板、散热片以及筒体上，将热量向外传递，鼓风机吹出风传递到金属管内，对金属管上的热量进行消散；在存储器中存储有管道截面积数值，计算程序通过输入设备存储在存储器中，耐高温的液体流速传感器监测液态铅铋合金的流速，再乘管道的截面积数值，进而可以获得到液态铅铋合金的体积流量。
21.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
22.(1)、本发明通过设置回形壳、导热板、散热片、圆孔、长槽、圆杆、波纹槽、金属管、存放盒、通孔、鼓风机、进风管、支座、传输管、等结构元件，流量计在使用中，其内流过高温液态铅铋合金，而上述结构元件的设计，回形壳为耐高温防腐材质，能够使得其直接与液态铅铋合金接触，液态铅铋合金的热量传递到回形壳中，会顺势传递到导热板，散热片以及筒体上，将热量向外传递，避免流量计受损，另外，鼓风机吹出风传递到金属管内，金属管上的热量可以消散一些，利于提高设计的流量计使用寿命。
23.(2)、本发明通过设置元件盒、单片机、控制器、存储器、无线网络模块、通槽、液体流速传感器、壳体等结构元件，在存储器中存储有管道截面积数值，计算程序通过输入设备存储在存储器中，耐高温的液体流速传感器监测液态铅铋合金的流速，再乘管道的截面积
数值，进而可以获得到液态铅铋合金的体积流量，无接触测量，操作省事。
24.(3)、本发明中通过设置支撑环、连接板、手柄、夹板、第二方槽、导向杆、第一方槽、轴承、柱杆等结构元件，将流量计上的第一方槽与管道连接板上的第二方槽对齐，握住柱杆将支撑环向靠近连接板方向移动，支撑环与连接板贴合在一起，这时，可以握住手柄推动，导向杆在方槽中移动，在夹板移动出方槽时，再握住手柄转动，夹板与第二方槽错开，能够实现流量计与管道安装在一起，操作方便，效率高。
附图说明
25.为了更清楚的说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
26.图1为本发明的结构示意图。
27.图2为本发明的剖视结构示意图。
28.图3为本发明中的管道连接板右视结构示意图。
29.图4为本发明中局部放大结构示意图。
30.其中，1-筒体，2-支撑环，3-连接板，4-夹板，5-手柄，6-波纹槽，7-元件盒，8-安装座，9-存放盒，10-金属管，11-管道连接板，12-管道，13-回形壳，14-导热板，15-散热片，16-圆孔，17-长槽，18-圆杆，19-单片机，20-控制器，21-存储器，22-无线网络模块，23-蓄电池，24-导向杆，25-第二方槽，26-第一方槽，27-轴承，28-通孔，29-鼓风机，30-进风管，31-支座，32-传输管，33-出风管，34-通槽，35-液体流速传感器。
具体实施方式
31.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
32.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
33.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
34.在本发明实施例的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“水平”、“内”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
35.此外，若出现术语“水平”，并不表示要求部件绝对水平，而是可以稍微倾斜。如“水
平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
36.在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
37.下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
38.参见图1和图2，本发明实施例公开了一种液态铅铋合金流量计，包括筒体1，筒体1的外侧壁左右两侧焊接固定有第一连接板3，第一连接板3的内部开设第一方槽26，第一连接板3的一侧可拆卸连接有第二连接板11，筒体1的内侧壁固定连接有回形壳13，回形壳13呈环状，且该环状内为中空结构，回形壳13内部上方一体成型有通孔28，通孔28与通槽34圆心重合。回形壳13的内部固定连接有导热板14，导热板14的一侧固定连接有若干个散热片15，回形壳13的外侧壁开设圆孔16，筒体1的内侧壁开设长槽17，长槽17的内部固定连接有多个圆杆18，筒体1的外侧壁一体成型有波纹槽6，波纹槽6的内部螺旋缠绕有金属管10，金属管10为不锈钢材质，金属管10缠绕在筒体1的外侧壁，且金属管10的中部连通有传输管32。金属管10的两端敞口，金属管10导热性好，热量传递到金属管10上，金属管10内为中空结构，鼓风机29吹出的风在金属管10中流动，起到散热作用，能够避免金属管10过热。筒体1的内部开设通槽34，筒体1的顶端固定连接有安装座8，安装座8的内部固定连接有液体流速传感器35，安装座8的上表面固定连接有元件盒7，元件盒7的内部安装有单片机19、控制器20、存储器21、无线网络模块22和蓄电池23，元件盒7的下表面开设散热孔，存储器21中存储管道12的截面积数值。安装座8的右侧固定连接有存放盒9，存放盒9的内部固定连接有支座31，支座31的上表面固定连接有鼓风机29，鼓风机29的右侧连通有进风管30，鼓风机29的底端连通有出风管33，进风管30、出风管33均贯穿至存放盒9的外部。出风管33的下方连通有传输管32，且传输管32的底端与金属管10相连通。
39.本实施例中，波纹槽6的设计能够增加筒体1与外界接触面积，利于流量计上的热量散出；圆杆18用于支撑筒体1，减小筒体1受到碰撞变形；流量计构成的元件均为耐高温材质，能避免液态铅铋合金的高温导致流量计无法使用。
40.第二连接板11的内部开设第二方槽25，第二方槽25的数量为六个，六个第二方槽25呈圆周阵列分布，第二方槽25与夹板4活动连接，夹板4呈扁平的长方体形状，夹板4可以在方槽中移动，在握住手柄5转动时，夹板4转动为竖直方向。第二连接板11的右侧连通有管道12，筒体1的外部套设支撑环2，支撑环2的数量共两个，支撑环2与筒体1活动连接，支撑环2在筒体1上可以向左侧移动或向右侧移动。支撑环2的外侧壁前方和外侧壁后方设有柱杆，柱杆与支撑环2固定连接，柱杆用于工作人员握住，进而方便移动支撑环2的位置。支撑环2的内部固定连接有轴承27，轴承27的内侧壁固定连接有导向杆24，导向杆24贯穿在第一方槽26、第二方槽25的内部，导向杆24的一端固定连接有手柄5，导向杆24的另一端固定连接有夹板4，支撑环2的侧视呈圆环状，支撑环2套在筒体1外部，在夹板4与第一方槽26对齐时，可以将支撑环2移动靠近第一连接板3，夹板4从而贯穿在第一方槽26中；同理，如图3所示，在第一方槽26与第二方槽25对齐时，夹板4可以贯穿第二方槽25，在夹板4从第二方槽25中
穿过去时，用户握住手柄5转动，原本水平放置的夹板4“变”成了竖直放置。
41.本发明的工作过程如下：
42.将流量计与第二连接板11对齐，即，第二方槽25与第一方槽26对齐，这时，握住柱杆将支撑环2移动到第一连接板3侧面接触，导向杆24便在方槽中，夹板4会从方槽中穿出，再握住手柄5转动，夹板4与第二方槽25错开，能够实现流量计与管道安装在一起，流量计在使用中，其内流过高温液态铅铋合金，液态铅铋合金的热量传递到回形壳13中，会顺势传递到导热板14，散热片15以及筒体1上，将热量向外传递，鼓风机29吹出风传递到金属管10内，金属管10上的热量可以消散一些，在存储器21中存储有管道截面积数值，计算程序通过输入设备存储在存储器21中，耐高温的液体流速传感器35监测液态铅铋合金的流速，再乘管道的截面积数值，进而可以获得到液态铅铋合金的体积流量，无接触测量，操作省事。
43.以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。