测压装置及其适用的流量测量系统与方法与流程

本申请主要涉及反应堆，尤其涉及一种测压装置及其适用的流量测量系统与方法。

背景技术：

1、目前反应堆包括小型模块化压水堆（如国和三号gh300等紧凑式小堆），在紧凑式小型堆的设计中，为了简化系统配置、消除大破口事故源项、提升本质安全性，紧凑式小型堆普遍采用紧凑式直连布置方案。紧凑式直连布置的方案取消了传统大型反应堆的反应堆冷却剂主管道，反应堆差压容器、蒸汽发生器和主泵通过直连结构直接对接。在反应堆中，一回路冷却剂流量是表征反应堆强迫循环运行状态、监控堆芯热量导出能力的核心工艺参数，同时为运行限值计算、系统状态诊断提供关键输入。但去主管道的紧凑化设计会给一回路流量测量带来以下技术挑战：

2、1.传统主管道测量方案完全失效

3、传统压水堆普遍采用弯管流量计进行流量测量，弯管流量计需要依赖足够长度的圆形直管段与充分发展的稳定流场，而紧凑直连式小型堆因为取消了主管道的结构，流道截面不规则且连续变化，流场存在强湍流与分布不均特性，传统测量方式无法直接移植应用，测量精度与可靠性均无法保障；

4、2.旁路式测量方案与紧凑化设计反应堆的理念冲突

5、针对无主管道流量测量方案，目前通过在蒸汽发生器冷热腔室之间增设旁通管路，在旁路上安装专用流量计，利用并联流道压降一致的原理换算主回路流量。但该方案需额外增设旁通管道、隔离阀与专用仪表，增加了一回路差压边界的节点数量与泄漏风险，且管路布置受安全壳内紧凑空间的严格限制，同时提升了系统复杂度与运维成本，与紧凑式小堆“简化系统、提升固有安全”的核心设计目标相悖。

技术实现思路

1、本申请要解决的技术问题是提供一种测压装置及其适用的流量测量系统与方法，能够准确测量反应堆内部蒸汽发生器和主泵的差压，从而保证反应堆的安全运行。

2、为解决上述技术问题，本申请提供了一种测压装置，适用于反应堆，所述反应堆包括蒸汽发生器、主泵以及直连结构，所述蒸汽发生器包括腔室，所述腔室包括相对设置的热腔室和冷腔室，所述热腔室包括热腔室波动管接口，所述测压装置包括：主取压接管座，包括热腔室取压接管座和冷腔室取压接管座，所述主取压接管座适于获取所述蒸汽发生器的差压，其中，所述热腔室取压接管座包括第一取压接管座和第二取压接管座，所述第一取压接管座和所述第二取压接管座位于所述热腔室的管壁上，所述第一取压接管座和所述第二取压接管座分别位于所述热腔室波动管接口的两侧，所述第一取压接管座与所述第二取压接管座与所述热腔室波动管接口之间距离相等；所述冷腔室取压接管座包括第三取压接管座和第四取压接管座，所述第三取压接管座和所述第四取压接管座位于所述直连结构中轴线延伸方向的两侧，所述第三取压接管座和所述第四取压接管座与所述中轴线之间的距离相等；以及副取压接管座，所述副取压接管座位于所述直连结构的外壁上，适于获取所述主泵的差压。

3、可选地，在所述热腔室中，所述第一取压接管座与所述腔室中心的连线与所述第二取压接管座与所述腔室中心的连线具有一第一夹角，所述第一夹角的范围包括50°-60°。

4、可选地，所述第三取压接管座与所述腔室中心的连线与所述第四取压接管座与所述腔室中心的连线具有一第二夹角，所述第二夹角的范围包括20°- 40°。

5、可选地，测压装置包括主差压变送器，所述差压变送器通过取压管线与所述主取压接管座连接。

6、可选地，测压装置还包括冷腔室温度传感器，所述冷腔室温度传感器位于所述直连结构的外壁，适于获取所述冷腔室的温度。

7、可选地，测压装置还包括热腔室温度传感器，所述热腔室温度传感器位于所述热腔室的外壁，适于获取所述热腔室的温度。

8、为解决上述技术问题，本申请提供了一种流量测量系统，包括：如上所述的测压装置。数据处理单元，所述数据处理单元适于接收通过所述测压装置测量获得的蒸汽发生器的差压以及主泵的差压，并基于蒸汽发生器的差压以及主泵的差压获取所述反应堆的一回路流量。

9、为解决上述技术问题，本申请提供了一种流量测量方法，包括如下步骤：获取蒸汽发生器的差压以及主泵的差压；接收通过所述测压装置测量获得的蒸汽发生器的差压以及主泵的差压，并基于蒸汽发生器的差压以及主泵的差压获取所述反应堆的一回路流量。

10、可选地，基于蒸汽发生器的差压以及主泵的差压获取所述反应堆的一回路流量包括如下步骤：根据所述蒸汽发生器的差压，确定所述蒸汽发生器的蒸汽发生器流量；根据所述主泵的差压，确定所述主泵的主泵流量；根据所述蒸汽发生器流量以及所述主泵流量确定所述一回路流量。

11、可选地，根据所述蒸汽发生器流量以及所述主泵流量确定所述一回路流量包括如下步骤：对所述蒸汽发生器流量以及所述主泵流量进行热平衡计算，确定基准流量；根据所述基准流量，确定热平衡修正系数；基于所述热平衡修正系数，确定所述一回路流量。

12、为解决上述技术问题，本申请提供了一种反应堆，包括：蒸汽发生器，包括腔室，所述腔室包括相对设置的热腔室和冷腔室，所述热腔室包括热腔室波动管接口；主泵，位于所述冷腔室的下方；直连结构，位于所述主泵的一侧；如上所述的测压装置，其中，所述测压装置包括：主取压接管座，包括热腔室取压接管座和冷腔室取压接管座，所述主取压接管座适于获取所述蒸汽发生器的差压，其中，所述热腔室取压接管座包括第一取压接管座和第二取压接管座，所述第一取压接管座和所述第二取压接管座位于所述热腔室的管壁上且分别位于所述热腔室波动管接口的两侧，所述第一取压接管座与所述第二取压接管座与所述热腔室波动管接口之间距离相等；所述冷腔室取压接管座包括第三取压接管座和第四取压接管座，所述第三取压接管座和所述第四取压接管座位于所述直连结构中轴线延伸方向的两侧，且与所述中轴线之间的距离相等；以及副取压接管座，位于所述直连结构的外壁上，适于获取所述主泵的差压。

13、与现有技术相比，本申请通过将主取压接管座中热腔室取压接管座的第一取压接管座和第二取压接管座设置在热腔室波动管接口的两侧，并保证第一取压接管座与第二取压接管座与热腔室波动管接口之间距离相等，同时通过将冷腔室取压接管座中第三取压接管座和第四取压接管座设置于直连结构中轴线延伸方向的两侧，并保证第三取压接管座和第四取压接管座与中轴线之间的距离相等，使得热腔室取压接管座和冷腔室取压接管座能够位于腔室内的流场稳定区域，从而使得测压装置所获得的差压不易受流场扰动的影响，实现反应堆内部蒸汽发生器和主泵的差压的准确测量，以便后续使用差压获取出反应堆内的流量，进一步保证反应堆的安全运行。

1.一种测压装置，适用于反应堆，所述反应堆包括蒸汽发生器、主泵以及直连结构，所述蒸汽发生器包括腔室，所述腔室包括相对设置的热腔室和冷腔室，所述热腔室包括热腔室波动管接口，其特征在于，所述测压装置包括：

2.如权利要求1所述的测压装置，其特征在于，在所述热腔室中，所述第一取压接管座与所述腔室中心的连线与所述第二取压接管座与所述腔室中心的连线具有一第一夹角，所述第一夹角在50°-60°之间。

3.如权利要求1所述的测压装置，其特征在于，在所述冷腔室中，所述第三取压接管座与所述腔室中心的连线与所述第四取压接管座与所述腔室中心的连线具有一第二夹角，所述第二夹角在20°- 40°之间。

4.如权利要求1所述的测压装置，其特征在于，包括主差压变送器，所述差压变送器通过取压管线与所述主取压接管座连接。

5.如权利要求1所述的测压装置，其特征在于，还包括冷腔室温度传感器，所述冷腔室温度传感器位于所述直连结构的外壁，适于获取所述冷腔室的温度。

6.如权利要求1所述的测压装置，其特征在于，还包括热腔室温度传感器，所述热腔室温度传感器位于所述热腔室的外壁，适于获取所述热腔室的温度。

7.一种流量测量系统，其特征在于，包括：

8.一种流量测量方法，其特征在于，包括如下步骤：

9.如权利要求8所述的流量测量方法，其特征在于，基于蒸汽发生器的差压以及主泵的差压获取所述反应堆的一回路流量包括如下步骤：

10.如权利要求9所述的流量测量方法，其特征在于，根据所述蒸汽发生器流量以及所述主泵流量确定所述一回路流量包括如下步骤：

11.一种反应堆，其特征在于，包括：