一種密閉回路式液態(tài)重金屬機(jī)械泵性能測試裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種密閉回路式液態(tài)重金屬機(jī)械泵性能測試裝置，包括：熔化罐、膨脹箱、存儲(chǔ)罐、集液箱、機(jī)械泵、主回路管道、閥門、流量計(jì)、重金屬壓力計(jì)、液位計(jì)、壓力表、導(dǎo)流管路、氣源、真空泵、加熱保溫層、實(shí)驗(yàn)段等。機(jī)械泵是整個(gè)裝置的驅(qū)動(dòng)力源，是檢測和研究的對象。通過調(diào)節(jié)閥門改變泵出口流量，利用流量計(jì)獲得流量數(shù)據(jù)，同時(shí)通過壓力計(jì)獲得機(jī)械泵進(jìn)、出口壓頭(揚(yáng)程)數(shù)據(jù)，兩組數(shù)據(jù)結(jié)合在一起運(yùn)用成熟的理論計(jì)算公式即可繪制機(jī)械泵水力特性曲線，用以評估和檢測機(jī)械泵水力效率和工作性能。通過設(shè)計(jì)特殊的支路循環(huán)回路可完全排出管路中氣體，使得整個(gè)測試過程中主回路管道完全充滿液態(tài)金屬流體介質(zhì)，保證測量準(zhǔn)確性。
【專利說明】—種密閉回路式液態(tài)重金屬機(jī)械泵性能測試裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及液態(tài)重金屬機(jī)械泵性能測試的【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種密閉回路式液態(tài)重金屬機(jī)械泵性能測試裝置，其用于密閉回路式液態(tài)重金屬機(jī)械泵水力性能測試與過流部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著中國經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，對能源的需求日益增加，能源緊缺問題日益突出，為應(yīng)對和解決能源問題，核裂變能作為緩和世界能源危機(jī)的一種有效措施已經(jīng)備受人們關(guān)注。但發(fā)展裂變能也給人類帶來的核廢料一旦泄漏將會(huì)對地球環(huán)境產(chǎn)生難以估量的危害。
[0003]以液態(tài)重金屬作為冷卻劑的加速器驅(qū)動(dòng)嬗變系統(tǒng)(Accelerator Drivensubcritical System, ADS)利用中子與高放核廢料發(fā)生嬗變反應(yīng)來處理核廢料,有望解決人類發(fā)展核裂變帶來的高放核廢料處理難題。ADS液態(tài)重金屬冷卻反應(yīng)堆在發(fā)展過程中急需解決的問題之一是高溫液態(tài)金屬合金與結(jié)構(gòu)材料的相容性問題、熱工水力問題。液態(tài)金屬機(jī)械泵作為液態(tài)重金屬回路技術(shù)預(yù)研平臺(tái)的驅(qū)動(dòng)裝置，泵結(jié)構(gòu)材料與液態(tài)重金屬介質(zhì)的相容性問題，尤其是鉛鉍合金對機(jī)械泵過流部件的腐蝕問題，直接決定機(jī)械泵服役壽命，影響平臺(tái)系統(tǒng)的安全性與穩(wěn)定性，而機(jī)械泵水力性能和水力效率也將直接決定著實(shí)驗(yàn)工況能否得以實(shí)現(xiàn)。進(jìn)一步，作為應(yīng)用在未來鉛鉍冷卻反應(yīng)堆回路系統(tǒng)中的液態(tài)重金屬核主泵，其過流部件在介質(zhì)中的腐蝕特性不僅決定著反應(yīng)堆冷卻回路的循環(huán)能力，還決定著反應(yīng)堆長期運(yùn)行的穩(wěn)定性，最終也將決定著整個(gè)反應(yīng)堆安全性。
[0004]關(guān)于液態(tài)重金屬機(jī)械泵水力性能測試及過流部件結(jié)構(gòu)材料選材的研究很少，目前，國內(nèi)還沒有開展針對液態(tài)重金屬機(jī)械泵的研究和測試平臺(tái)。液態(tài)重金屬機(jī)械泵較普通機(jī)械泵運(yùn)行環(huán)境苛刻，常規(guī)的研究手段是通過水試驗(yàn)性能測試數(shù)據(jù)衡量機(jī)械泵在重金屬介質(zhì)下的工作性能，沒有直接用于測試機(jī)械泵水力性能的實(shí)驗(yàn)與研究平臺(tái)，通常做法是利用水介質(zhì)性能測試結(jié)果，根據(jù)重金屬與水介質(zhì)特性參比因子修正并推導(dǎo)出泵在實(shí)際介質(zhì)下的水力特性理論值作為參考。國內(nèi)外在重金屬機(jī)械泵過流部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和選材方面還沒有統(tǒng)一的技術(shù)參數(shù)和選擇標(biāo)準(zhǔn)，不能簡單的將常規(guī)泵的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)用作液態(tài)重金屬泵性能的衡量指標(biāo)。國際上僅有少數(shù)國家針對未來液態(tài)重金屬金屬冷卻反應(yīng)堆核主泵過流部件結(jié)構(gòu)選材和水力設(shè)計(jì)進(jìn)行研究，意大利ENEA研究人員將一種陶瓷材料(Ti3SiC2)置入低流速(lm/s)的高溫液態(tài)鉛回路裝置中開展這種材料的抗蝕性、鉛鉍滲透性和材料溶解性，結(jié)果表面這種材料可以作為鉛冷快堆核主泵葉輪的候選結(jié)構(gòu)材料，并指出為更準(zhǔn)確的掌握Ti3SiC2的侵蝕行為特性以便拓展和發(fā)揮該材料的應(yīng)用功能，非常有必要進(jìn)一步在高流速鉛介質(zhì)流場中開展腐蝕實(shí)驗(yàn)與水力結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化等方面的研究。
[0005]因此，為了開展上述問題研究，本發(fā)明設(shè)計(jì)了一套綜合的性能測試與實(shí)驗(yàn)研究平臺(tái)。開展液態(tài)重金屬機(jī)械泵的研究除了能夠應(yīng)用到化工行業(yè)外，更重要的是為將來液態(tài)金屬反應(yīng)堆上的核主泵研制和應(yīng)用奠定基礎(chǔ)，所以需要在真實(shí)介質(zhì)中開展相關(guān)測試和研究，為液態(tài)重金屬機(jī)械泵在先進(jìn)核能領(lǐng)域中研制提供重要的技術(shù)支持和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種密閉回路式液態(tài)重金屬機(jī)械泵性能測試裝置，根據(jù)需求可開展泵在液態(tài)重金屬流體介質(zhì)下的水力性能測試、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化、結(jié)構(gòu)材料選擇；根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康男枨螅稍诓煌瑢?shí)驗(yàn)段上針對機(jī)械泵開展各種關(guān)鍵技術(shù)的研究。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案:一種密閉回路式液態(tài)重金屬機(jī)械泵性能測試裝置，包括:高壓氣源，真空泵，排氣頭，氣路管道，第一、第二、第三、第四、第五、第六真空閥，氣體過濾器，第一、第二、第三壓力安全閥，第一、第二、第三液位計(jì)，第一、第二、第三氣壓計(jì)，電磁流量計(jì)，機(jī)械泵，第一、第二動(dòng)力調(diào)節(jié)閥，支管路膨脹節(jié)，主管路膨脹節(jié)，壓力計(jì)，第一實(shí)驗(yàn)段，主回路管道，第二、第三、第四實(shí)驗(yàn)段，電磁流量計(jì)，第一、第二、第三、第四動(dòng)力截止閥，存儲(chǔ)罐，支路管道，集液箱，熔化罐，導(dǎo)流管，液位高度，和膨脹箱；所述機(jī)械泵，通過大型法蘭連接在集液箱上，主回路管道連接泵的出口，主回路管道上包含壓力計(jì)、減小和降低管道回路結(jié)構(gòu)應(yīng)力和熱應(yīng)力的膨脹節(jié)、可進(jìn)行流量調(diào)和遠(yuǎn)程控制的第二動(dòng)力調(diào)節(jié)閥、測量主回路流速的電磁流量計(jì)，可擴(kuò)展升級的多功能結(jié)構(gòu)化的所述第一、第二、第三、第四實(shí)驗(yàn)段分布在主回路管道上，主回路附屬支路系統(tǒng)包含有支路管道位于機(jī)械泵出口處主回路管道上方，支路管道上裝配有膨脹節(jié)、第一動(dòng)力調(diào)節(jié)閥、電磁流量計(jì)，流體經(jīng)過支路循環(huán)流動(dòng)回到集液箱，液態(tài)金屬制備系統(tǒng)包含有熔化罐，其位置高于膨脹箱、集液箱、存儲(chǔ)罐，裝配有第一壓力安全閥，測量金屬液位的第一液位計(jì)，第一氣壓計(jì)，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后所有的重金屬流體在重力作用下自然排空到處于整個(gè)裝置系統(tǒng)最低位置的存儲(chǔ)罐里，存儲(chǔ)罐上包含有第三壓力安全閥、第三液位計(jì)、第三氣壓計(jì)，膨脹箱與集液箱在同一個(gè)水平高度上，其作用是間接測量集液箱的液位高度，膨脹箱上裝配有第二壓力安全閥、第二液位計(jì)、第二氣壓計(jì)，當(dāng)一次實(shí)驗(yàn)結(jié)束后利用導(dǎo)流管排空重金屬介質(zhì)，導(dǎo)流管管路上裝配有第一、第二、第三、第四動(dòng)力截止閥，分別位于集液箱、主回路管道、熔化罐、熔化罐下方，氣路系統(tǒng)包含有真空泵用于排除管路和容器中的空氣及氧氣，高壓氣源則給回路提供保護(hù)性氣體和適當(dāng)?shù)膲毫?，氣路管道連接真空設(shè)備與氣體設(shè)備，實(shí)驗(yàn)過程中多余的氣體可以通過氣體過濾器進(jìn)行無污染處理，或可以通過真空泵抽取排除，或經(jīng)過排氣頭排出，用于切換控制氣路的第一、第二、第三、第四、第五、第六真空閥位于氣路管道上。
[0008]其中，滿介質(zhì)密封運(yùn)行特性，支路管道位于機(jī)械泵出口處主回路管路正上方，用于排出主回路最高處的保護(hù)氣體。
[0009]其中，液態(tài)重金屬雙罐體充排功能，熔化罐與存儲(chǔ)罐容積相等，回路運(yùn)行結(jié)束后液態(tài)金屬介質(zhì)排入存儲(chǔ)罐；回路再次運(yùn)行啟動(dòng)時(shí)，在氣源壓力作用下液態(tài)重金屬通過導(dǎo)流管進(jìn)入熔化罐，液態(tài)重金屬通過熔化罐注入回路系統(tǒng)，避免通過存儲(chǔ)罐直接壓入回路帶來的不穩(wěn)定性，避免液態(tài)重金屬填充過程中氣壓不穩(wěn)定上升對機(jī)械泵密封系統(tǒng)的影響。
[0010]其中，所述集液箱內(nèi)部裝配有折流板結(jié)構(gòu)部件，避免回流液態(tài)重金屬?zèng)_刷機(jī)械泵栗頭部分。
[0011]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0012](I)本發(fā)明提供了一套完整的液態(tài)重金屬泵水力性能測試平臺(tái)，同時(shí)可開展針對機(jī)械泵結(jié)水力設(shè)計(jì)與構(gòu)材料選材關(guān)鍵技術(shù)與實(shí)驗(yàn)研究。
[0013](2)本發(fā)明的機(jī)械泵軸承密封采用鐘罩式熔鹽密封，確保空氣不會(huì)從軸承間隙進(jìn)入實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中，避免空氣與液態(tài)重金屬發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生氧化物雜質(zhì)。同時(shí)本發(fā)明中機(jī)械泵過流部件屬于可更換部分，可針對不同結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的葉輪、蝸殼等水力性能進(jìn)行測試和評估。因此根據(jù)研究需要通過拆換該部件可以開展更廣泛的性能測試與實(shí)驗(yàn)研究。
[0014](3)本發(fā)明針對本裝置中特殊的軸承密封系統(tǒng)，將熔化罐容積設(shè)計(jì)與存儲(chǔ)罐容積一致，液態(tài)重金屬介質(zhì)先有存儲(chǔ)罐壓入熔化罐，通過熔化罐將金屬液體緩慢“倒入”整個(gè)回路系統(tǒng)，避免現(xiàn)有技術(shù)通過存儲(chǔ)罐通入氣壓直接壓入回路帶來的氣壓不穩(wěn)定性和風(fēng)險(xiǎn)，避免了氣壓對機(jī)械泵鐘罩密封系統(tǒng)的沖擊作用。
[0015](4)本發(fā)明中設(shè)計(jì)的支回路管道焊接在泵出口主回路管道的最高位置，運(yùn)行時(shí)關(guān)閉主回路管道，打開支路閥門即可將殘余在主回路管道上部氣體排空，保證主回路管道中的介質(zhì)在無氣體混合的條件下流動(dòng)，同時(shí)在實(shí)驗(yàn)過程中支路管道也可以起到流量調(diào)節(jié)作用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明的一種密閉回路式液態(tài)重金屬機(jī)械泵性能測試裝置示意圖；
[0017]圖中:1為高壓氣源，2為真空泵，3為排氣頭，4為氣路管道，5為第一真空閥，6為第二真空閥，7為第三真空閥，8為氣體過濾器，9為第四真空閥，10為第一壓力安全閥，11為第一液位計(jì)，12為第一氣壓計(jì)，13為第五真空閥，14為第二壓力安全閥，15為第二液位計(jì)，16為第二氣壓計(jì)，17為電磁流量計(jì)，18為機(jī)械泵，19為第一動(dòng)力調(diào)節(jié)閥，20為支管路膨脹節(jié)，21為主管路膨脹節(jié)，22為壓力計(jì)，23為第二動(dòng)力調(diào)節(jié)閥，24為第一實(shí)驗(yàn)段，25為主回路管道，26為第二實(shí)驗(yàn)段，27為第三實(shí)驗(yàn)段，28為第四實(shí)驗(yàn)段，29為電磁流量計(jì)，30為第一動(dòng)力截止閥，31為第二動(dòng)力截止閥，32為存儲(chǔ)罐，33為支路管道，34為集液箱，35為第三壓力安全閥，36為第三液位計(jì)，37為第三氣壓計(jì)，38為熔化罐，39為導(dǎo)流管，40為液位高度，41為膨脹箱，42為第三動(dòng)力截止閥，43為第四動(dòng)力截止閥，44為第六真空閥。

【具體實(shí)施方式】
[0018]如圖1所示，液態(tài)重金屬機(jī)械泵性能研究裝置主要包含:氣體真空系統(tǒng)、液態(tài)重金屬存儲(chǔ)系統(tǒng)、主回路系統(tǒng)等。
[0019]一種密閉回路式液態(tài)重金屬機(jī)械泵性能測試裝置，包括:機(jī)械泵18，通過大型法蘭連接在集液箱34上，主回路管道25連接泵的出口，經(jīng)過一個(gè)循環(huán)后回到集液箱33，主回路管道上包含壓力計(jì)22，減小和降低管道回路結(jié)構(gòu)應(yīng)力和熱應(yīng)力的膨脹節(jié)21，可進(jìn)行流量調(diào)節(jié)、可遠(yuǎn)程控制的第二動(dòng)力調(diào)節(jié)閥23，未來可擴(kuò)展升級的多功能結(jié)構(gòu)化第一、第二、第三、第四實(shí)驗(yàn)段24、26、27、28，電磁流量計(jì)29 ;主回路附屬支路系統(tǒng)包含有支路管道33位于機(jī)械泵18出口處主回路管道25上方，支路管道上的膨脹節(jié)20，第一動(dòng)力調(diào)節(jié)閥19，電磁流量計(jì)17，流體經(jīng)過小循環(huán)流動(dòng)回到集液箱34 ;液態(tài)金屬制備系統(tǒng)包含有熔化罐38，熔化罐上的第一壓力安全閥10，測量金屬液位的第一液位計(jì)11，第一氣壓計(jì)12，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后所有的重金屬流體在重力作用下自然排空到存儲(chǔ)罐32里，存儲(chǔ)罐上包含有第三壓力安全閥35，第三液位計(jì)36，第三氣壓計(jì)37，膨脹箱41的作用是間接測量集液箱34的液位高度40，膨脹箱上包含第二壓力安全閥14，第二液位計(jì)15，第二氣壓計(jì)16 ;檢測和實(shí)驗(yàn)結(jié)束后利用導(dǎo)流管39排空流體介質(zhì)，其尺寸略小于主回路管道25即可，導(dǎo)流管管路上包含第一、第二、第三、第四動(dòng)力截止閥30、31、42、43 ;氣路系統(tǒng)包含有真空泵2用于排除管路和容器中的空氣及氧氣，高壓氣源I給回路提供保護(hù)性氣體和適當(dāng)?shù)膲毫Γ瑲饴饭艿?連接真空設(shè)備與氣體設(shè)備，實(shí)驗(yàn)過程中多余的氣體可以通過氣體過濾器8進(jìn)行無污染處理，或可以通過真空泵抽取排除，或經(jīng)過排氣頭3排出，用于切換控制氣路的第一、第二、第三、第四、第五、第六真空閥 5、6、7、9、13、44。
[0020]所述機(jī)械泵18軸承密封采用鐘罩式結(jié)構(gòu)，利用低溫凝固高溫熔化且化學(xué)穩(wěn)定性高不揮發(fā)的熔鹽作為密封介質(zhì)，起到隔絕空氣作用，防止回路系統(tǒng)中的液態(tài)重金屬被氧化，通過更換泵頭部分，可針對不同水力結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的葉輪、蝸殼等水力性能進(jìn)行測試和評估。
[0021]所述機(jī)械泵18浸沒在集液箱34中的泵頭部分，可根據(jù)實(shí)驗(yàn)研究需求和水力性能檢測需求進(jìn)行更換，該部屬于分可重復(fù)拆卸裝配，也可進(jìn)行獨(dú)立的旋轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)。
[0022]所述機(jī)械泵18出口出主回路管路25正上方連接一條小循環(huán)支路管道33，可以排除主回路25最高端處氣體，保證運(yùn)行時(shí)主體回路中充滿介質(zhì)，無氣體擾動(dòng)。
[0023]所述第一、第二、第三、第四實(shí)驗(yàn)段24、26、27、28是針對鉛鉍結(jié)構(gòu)選材和水力性能等可擴(kuò)展的四個(gè)預(yù)置實(shí)驗(yàn)段，第一、第四實(shí)驗(yàn)段24和28處于水平段，流體環(huán)境一致，實(shí)驗(yàn)時(shí)可在量的層面上增加研究對象的數(shù)量，也可以對實(shí)驗(yàn)段進(jìn)行設(shè)計(jì)獲得不同流體環(huán)境，開展針對性研究；第二、第三實(shí)驗(yàn)段26和27流體方向截然相反，可充分考慮到流體向?qū)︶槍π詸z測和實(shí)驗(yàn)研究帶來的作用和影響。
[0024]所述熔化罐38與存儲(chǔ)罐32容積相當(dāng)，當(dāng)運(yùn)行結(jié)束后液態(tài)金屬介質(zhì)排入存儲(chǔ)罐32，然后通過導(dǎo)流管39在氣源I壓力作用下返回熔化罐，便于回路系統(tǒng)流體介質(zhì)的填充，這兩個(gè)容器的組合使用是由機(jī)械泵結(jié)構(gòu)特點(diǎn)決定。
[0025]所述膨脹箱41與集液箱34通過氣路管線4連接在一起，構(gòu)成連通器，通過膨脹箱41中的第二液位計(jì)15實(shí)時(shí)監(jiān)測集液箱41中液位高度變化，通過與熔化罐38協(xié)同調(diào)節(jié)控制回路系統(tǒng)中的介質(zhì)用量。
[0026]所述主回路管25、支回路管33、導(dǎo)流管39、熔化罐38、存儲(chǔ)罐32等部件外部均纏繞加熱絲和保溫棉，通過電流控制將液態(tài)重金屬恒溫在熔點(diǎn)之上，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)研究需求調(diào)節(jié)溫度浮動(dòng)。
[0027]以首次啟停過程為例:
[0028]I)首先在機(jī)械泵18鐘罩式密封系統(tǒng)中加入熔鹽，熔鹽在常溫下是固態(tài)，將鐘罩填充起來起到密封作用；
[0029]2)將足量的塊狀重金屬錠子放入熔化罐38后密閉法蘭；
[0030]3)除第一、第三、第六真空閥5、7、44關(guān)閉外，其余所有閥門打開，啟動(dòng)真空泵2抽出管路系統(tǒng)中的空氣，空氣被抽取干凈后關(guān)閉第二真空閥6 ；
[0031]4)打開高壓氣源I和第三真空閥7向裝置系統(tǒng)通入惰性保護(hù)氣氬氣，然后關(guān)閉第三真空閥7 ；
[0032]5)關(guān)閉第四動(dòng)力截止閥43、第一動(dòng)力截止閥30、第二動(dòng)力截止閥31，啟動(dòng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的輔助加熱與保溫功能，將整個(gè)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的溫度處在液態(tài)重金屬熔點(diǎn)之上，防止流體灌入時(shí)發(fā)生凝固；
[0033]6)對熔化罐38加熱，將重金屬錠子熔化，通過膨脹箱41中的第二液位計(jì)15標(biāo)定液面位置，進(jìn)而判定是否需要關(guān)閉第三動(dòng)力截止閥42 ；
[0034]7)實(shí)驗(yàn)罐體及回路系統(tǒng)中充滿液態(tài)金屬后關(guān)閉第三動(dòng)力截止閥42、第四真空閥9、第五真空閥13 ；
[0035]8)關(guān)閉第二動(dòng)力調(diào)節(jié)閥23，開啟機(jī)械泵電機(jī)18，流體首先經(jīng)過支路管道33循環(huán)，排出主回路管道25最上端的氣體，支路管道實(shí)驗(yàn)過程中還可起到分流調(diào)節(jié)作用。然后關(guān)閉第一動(dòng)力調(diào)節(jié)閥19，再打開第二動(dòng)力調(diào)節(jié)閥23 ；
[0036]9)通過調(diào)節(jié)第二動(dòng)力調(diào)節(jié)閥23關(guān)閉程度，改變流量，通過壓力計(jì)22檢測壓力隨流量變化數(shù)值，再根據(jù)成熟的流體力學(xué)計(jì)算公式繪制機(jī)械泵水力性能特性曲線；
[0037]10)性能測試或?qū)嶒?yàn)完成后，停止運(yùn)行機(jī)械泵18，打開第一動(dòng)力調(diào)節(jié)閥19、第二動(dòng)力調(diào)節(jié)閥23、第一動(dòng)力截止閥30、第二動(dòng)力截止閥31、液態(tài)重金屬在自然重力作用下流入存儲(chǔ)罐32 ；
[0038]11)第二次實(shí)驗(yàn)時(shí)，先通過氣壓將液態(tài)重金屬流體從存儲(chǔ)罐32向上壓入熔化罐38，余下可按照上述操作流程進(jìn)行。
【權(quán)利要求】
1.一種密閉回路式液態(tài)重金屬機(jī)械泵性能測試裝置，其特征在于包括:高壓氣源(1)，真空泵(2)，排氣頭(3)，氣路管道(4)，第一、第二、第三、第四、第五、第六真空閥(5、6、7、9、13、44),氣體過濾器(8),第一、第二、第三壓力安全閥(10、14、35),第一、第二、第三液位計(jì)(11、15、36)，第一、第二、第三氣壓計(jì)(12、16、37)，電磁流量計(jì)(17)，機(jī)械泵(18)，第一動(dòng)力調(diào)節(jié)閥(19)，支管路膨脹節(jié)(20)，主管路膨脹節(jié)(21)，壓力計(jì)(22)，第二動(dòng)力調(diào)節(jié)閥(23)，第一實(shí)驗(yàn)段(24)，主回路管道(25)，第二、第三、第四實(shí)驗(yàn)段(26、27、28)，電磁流量計(jì)(29)，第一、第二、第三、第四動(dòng)力截止閥(30、31、42、43)，存儲(chǔ)罐(32)，支路管道(33)，集液箱(34)，熔化罐(38)，導(dǎo)流管(39)，液位高度(40)，和膨脹箱(41);所述機(jī)械泵(18)，通過大型法蘭連接在集液箱(34)上，主回路管道(25)連接泵的出口，主回路管道上包含壓力計(jì)(22)、減小和降低管道回路結(jié)構(gòu)應(yīng)力和熱應(yīng)力的膨脹節(jié)(21)、可進(jìn)行流量調(diào)和遠(yuǎn)程控制的第二動(dòng)力調(diào)節(jié)閥(23)、測量主回路流速的電磁流量計(jì)(29)，可擴(kuò)展升級的多功能結(jié)構(gòu)化的所述第一、第二、第三、第四實(shí)驗(yàn)段(24、26、27、28)分布在主回路管道上，主回路附屬支路系統(tǒng)包含有支路管道(33)位于機(jī)械泵(18)出口處主回路管道(25)上方，支路管道上裝配有膨脹節(jié)(20)、第一動(dòng)力調(diào)節(jié)閥(19)、電磁流量計(jì)(17)，流體經(jīng)過支路循環(huán)流動(dòng)回到集液箱(34)，液態(tài)金屬制備系統(tǒng)包含有熔化罐(38)，其位置高于膨脹箱(41)、集液箱(34)、存儲(chǔ)罐(32)，裝配有第一壓力安全閥(10)，測量金屬液位的第一液位計(jì)(11)，第一氣壓計(jì)(12)，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后所有的重金屬流體在重力作用下自然排空到處于整個(gè)裝置系統(tǒng)最低位置的存儲(chǔ)罐(32)里，存儲(chǔ)罐(32)上包含有第三壓力安全閥(35)、第三液位計(jì)(36)、第三氣壓計(jì)(37)，膨脹箱(41)與集液箱(34)在同一個(gè)水平高度上，其作用是間接測量集液箱(34)的液位高度(40)，膨脹箱上裝配有第二壓力安全閥(14)、第二液位計(jì)(15)、第二氣壓計(jì)(16)，當(dāng)一次實(shí)驗(yàn)結(jié)束后利用導(dǎo)流管(39)排空重金屬介質(zhì)，導(dǎo)流管管路上裝配有第一、第二、第三、第四動(dòng)力截止閥(30、31、42、43)，分別位于集液箱(34)、主回路管道(25)、熔化罐(38)、熔化罐(38)下方，氣路系統(tǒng)包含有真空泵(2)用于排除管路和容器中的空氣及氧氣，高壓氣源(I)則給回路提供保護(hù)性氣體和適當(dāng)?shù)膲毫?，氣路管?4)連接真空設(shè)備與氣體設(shè)備，實(shí)驗(yàn)過程中多余的氣體可以通過氣體過濾器(8)進(jìn)行無污染處理，或可以通過真空泵抽取排除，或經(jīng)過排氣頭(3)排出，用于切換控制氣路的第一、第二、第三、第四、第五、第六真空閥有(5、6、7、9、13、44)位于氣路管道(4)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種密閉回路式液態(tài)重金屬機(jī)械泵性能測試裝置，其特征在于滿介質(zhì)密封運(yùn)行特性，支路管道(33)位于機(jī)械泵(18)出口處主回路管路(25)正上方，用于排出主回路(25)最高處的保護(hù)氣體，保證介質(zhì)充滿主回路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種密閉回路式液態(tài)重金屬機(jī)械泵性能測試裝置，其特征在于液態(tài)重金屬雙罐體充排功能，熔化罐(38)與存儲(chǔ)罐(32)容積相等，回路運(yùn)行結(jié)束后液態(tài)金屬介質(zhì)排入存儲(chǔ)罐(32);回路再次運(yùn)行啟動(dòng)時(shí)，在氣源(I)壓力作用下液態(tài)重金屬通過導(dǎo)流管(39)進(jìn)入熔化罐(38)，液態(tài)重金屬通過熔化罐(38)注入回路系統(tǒng)，避免通過存儲(chǔ)罐直接壓入回路帶來的不穩(wěn)定性，避免液態(tài)重金屬填充過程中氣壓不穩(wěn)定上升對機(jī)械泵(18)密封系統(tǒng)的影響。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種密閉回路式液態(tài)重金屬機(jī)械泵性能測試裝置，其特征在于:所述集液箱(34)內(nèi)部裝配有折流板結(jié)構(gòu)部件，避免回流液態(tài)重金屬?zèng)_刷機(jī)械泵(18)泵頭部分。
【文檔編號(hào)】F04D15/00GK104047870SQ201410318281
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年7月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月4日
【發(fā)明者】陳劉利, 高勝, 黃群英 申請人:中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院