高溫鈉流量標(biāo)定方案的研究

王志新，楊建偉，金佳佳，吳宏巖

（中國(guó)原子能科學(xué)研究院，北京 102413）

0 引言

鈉冷快堆作為第四代核能系統(tǒng)首選堆型，其在提高核燃料利用率及核廢料處理方面具有突出的優(yōu)勢(shì)，是發(fā)展最為迅速的核反應(yīng)堆。在鈉冷卻型快堆中，液態(tài)金屬鈉作為冷卻劑，將堆芯核燃料裂變釋放的能量帶出反應(yīng)堆，完成堆芯冷卻，因此液態(tài)鈉流量是反應(yīng)堆安全運(yùn)行的關(guān)鍵參數(shù)。

鈉流量計(jì)因其測(cè)量原理、結(jié)構(gòu)、制造工藝、使用條件和安裝方式等不同而產(chǎn)生的誤差，同時(shí)流量計(jì)在反應(yīng)堆中使用一段時(shí)間后也會(huì)因?yàn)楦邷?、高輻照影響，出現(xiàn)分度特性變化，影響其測(cè)量精度。因此，需要建立高溫鈉流量標(biāo)定裝置，對(duì)鈉流量計(jì)進(jìn)行標(biāo)定、校準(zhǔn)，保證流量量值的統(tǒng)一與正確傳遞，確定流量計(jì)的準(zhǔn)確度等級(jí)、可靠性、重復(fù)性、動(dòng)態(tài)特性等。

高溫鈉流量標(biāo)定裝置是能夠復(fù)現(xiàn)鈉流量量值，最終溯源到基本量的試驗(yàn)裝置。由于其運(yùn)行介質(zhì)為液態(tài)鈉，工作溫度高，化學(xué)性能活潑，遇水遇空氣極易發(fā)生反應(yīng)，且應(yīng)用領(lǐng)域較窄，國(guó)內(nèi)外對(duì)于鈉流量計(jì)進(jìn)行準(zhǔn)確校準(zhǔn)的標(biāo)定裝置相對(duì)較少。

本文根據(jù)快堆鈉流量標(biāo)定的相關(guān)需求，分析了流量標(biāo)定裝置的基本原理，對(duì)國(guó)內(nèi)外有關(guān)高溫液態(tài)金屬流量標(biāo)定裝置的研究現(xiàn)狀進(jìn)行梳理及探討，基于高溫鈉流量標(biāo)定的需求制定總體的方案設(shè)計(jì)。該方案適用于高溫液態(tài)鈉流量標(biāo)定，可用于開(kāi)展對(duì)快堆鈉流量?jī)x表計(jì)量特性的研究工作，解決了鈉流量分度標(biāo)定和校準(zhǔn)過(guò)程中的量值溯源問(wèn)題。

1 流量標(biāo)定概述

在反應(yīng)堆的熱力生產(chǎn)過(guò)程中，流量是反映核燃料裂變過(guò)程中能量的產(chǎn)生和傳輸?shù)牧?，且液態(tài)鈉的流量將直接反映設(shè)備效率、負(fù)載高低等運(yùn)行情況，因此連續(xù)監(jiān)測(cè)鈉流量對(duì)于反應(yīng)堆的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行有著重要意義。

單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)管道某一截面的數(shù)量稱(chēng)為瞬時(shí)流量q，簡(jiǎn)稱(chēng)流量，即

式（1）中：dQ—dt時(shí)間內(nèi)流過(guò)的流體量，單位取質(zhì)量或體積的相關(guān)單位；dt—時(shí)間間隔，單位s、min或h。

為了克服流量計(jì)因其測(cè)量原理、結(jié)構(gòu)、制造工藝、使用條件和安裝方式等不同而產(chǎn)生的誤差，實(shí)現(xiàn)流量量值的傳遞，需要建立流量標(biāo)定裝置，對(duì)流量計(jì)進(jìn)行標(biāo)定或校準(zhǔn)，復(fù)現(xiàn)和傳遞流量量值。流量標(biāo)定裝置通過(guò)將流量量值溯源到基本量，可分為原級(jí)流量標(biāo)定裝置和次級(jí)流量標(biāo)定裝置[1]。

原級(jí)流量標(biāo)定裝置將裝置的容積V或質(zhì)量m作為計(jì)量的標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合時(shí)間t的測(cè)量，實(shí)現(xiàn)流量量值溯源到基本量，主要包括靜態(tài)質(zhì)量法液體流量標(biāo)定裝置、動(dòng)態(tài)質(zhì)量法液體流量標(biāo)定裝置、靜態(tài)容積法液體流量標(biāo)定裝置、動(dòng)態(tài)容積法液體流量標(biāo)定裝置。目前，國(guó)內(nèi)外各計(jì)量機(jī)構(gòu)多采用靜態(tài)質(zhì)量法和動(dòng)態(tài)容積法。

靜態(tài)質(zhì)量法裝置所測(cè)量的液體是在靜止時(shí)稱(chēng)量，消除液流的動(dòng)力影響，且與管道沒(méi)有任何機(jī)械聯(lián)系，同時(shí)可采用高準(zhǔn)確度的稱(chēng)量設(shè)備，其不確定度可達(dá)到0.03%～0.05%，一般作為量值傳遞的原級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。但它也存在一定的局限性，例如換向器往返時(shí)間存在一定延遲，很難測(cè)量腐蝕性和有毒性液體等。動(dòng)態(tài)容積法裝置要求工作容器中的液位平穩(wěn)變化，測(cè)量時(shí)容器不應(yīng)產(chǎn)生變形，可同管道剛性連接，用于測(cè)量腐蝕性、有毒性和揮發(fā)性的流體。動(dòng)態(tài)容積法裝置成本低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和操作方便，但由于動(dòng)態(tài)容積法本身的問(wèn)題，其總體不確定度只能達(dá)到0.2%～0.5%。

次級(jí)流量標(biāo)定裝置也稱(chēng)為標(biāo)準(zhǔn)表法流量標(biāo)定裝置，基于流體力學(xué)連續(xù)性方程，使用傳遞標(biāo)準(zhǔn)件，通過(guò)原級(jí)標(biāo)準(zhǔn)流量裝置把量值傳遞給一臺(tái)或一組流量計(jì)，作為原級(jí)標(biāo)準(zhǔn)流量裝置和工作流量計(jì)之間的中間環(huán)節(jié)，與工作流量計(jì)串聯(lián)進(jìn)行傳遞，實(shí)現(xiàn)流量量值的傳遞和量值的統(tǒng)一。

2 高溫液態(tài)金屬流量標(biāo)定的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀

高溫液態(tài)金屬流量標(biāo)定由于其運(yùn)行介質(zhì)一般為鋰、鈉、鈉鉀合金、鉛鉍合金等各種液態(tài)金屬材料，介質(zhì)工作溫度高，化學(xué)性能活潑，遇水遇空氣極易發(fā)生反應(yīng)，且應(yīng)用領(lǐng)域相對(duì)較窄，國(guó)內(nèi)外對(duì)于鈉流量計(jì)進(jìn)行準(zhǔn)確校準(zhǔn)的標(biāo)定裝置相對(duì)較少。為實(shí)現(xiàn)液態(tài)金屬流量量值的傳遞與溯源，各國(guó)原子能研究機(jī)構(gòu)開(kāi)始建立液態(tài)金屬流量標(biāo)定裝置，并研究高溫液態(tài)金屬流量校準(zhǔn)方法。

2.1 液態(tài)金屬流量標(biāo)定裝置

韓國(guó)原子能研究機(jī)構(gòu)（KAERI）為了進(jìn)行KALIMER-600鈉冷快堆中研發(fā)設(shè)備試驗(yàn)專(zhuān)門(mén)建立了涉鈉設(shè)備試驗(yàn)回路（ITSL）[2]，模擬鈉冷快堆工況對(duì)設(shè)備性能進(jìn)行考驗(yàn)，并在ITSL中設(shè)計(jì)了鈉流量標(biāo)定回路，其設(shè)計(jì)原理如圖1所示。

圖1 ITSL涉鈉設(shè)備試驗(yàn)回路示意圖Fig.1 Schematic diagram of ITSL sodium related equipment test circuit

ITSL回路主要由一個(gè)鈉存儲(chǔ)罐，兩個(gè)直徑0.5m、高5m的鈉標(biāo)定罐，氬氣罐，永磁式流量計(jì)，液位傳感器，電磁泵，閥門(mén)及不同口徑的管道組成[2]。ITSL鈉流量標(biāo)定回路則采用了動(dòng)態(tài)容積法，標(biāo)定罐上層覆蓋氬氣，鈉液從罐底部流入，避免了上部流入帶來(lái)的液面波動(dòng)。罐頂部安裝有材質(zhì)為SS304不銹鋼電極，當(dāng)電極探測(cè)到鈉液面時(shí)輸出信號(hào)，標(biāo)定罐A中從AHL到ALLL相鄰兩電極間標(biāo)定過(guò)的容積分別為79L、79L、79L、237L，標(biāo)定罐B中從BHL到BLLL則分別為237L、237L。

標(biāo)定過(guò)程如下：首先，利用氬氣將儲(chǔ)鈉罐中的液態(tài)鈉壓入緩沖罐A，直到緩沖罐A頂部液位電極AH輸出信號(hào)，然后利用電磁泵將緩沖罐A中的鈉抽入緩沖罐B，直到緩沖罐B液位傳導(dǎo)電極輸出信號(hào)。這樣通過(guò)在時(shí)間間隔T1-T2下排空或充滿(mǎn)緩沖罐A或緩沖罐B中液位電極點(diǎn)間的體積V，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)流量計(jì)的標(biāo)定。

ITSL鈉流量標(biāo)定回路存在如下問(wèn)題：①高流量下會(huì)產(chǎn)生液面波動(dòng)，觸發(fā)探針產(chǎn)生誤差；②管路中沒(méi)有穩(wěn)壓裝置，鈉液直接通過(guò)電磁泵輸出，流量穩(wěn)定性差。

印度甘地原子能研究中心（IGCAR）涉鈉試驗(yàn)回路中的鈉流量標(biāo)定回路在采用動(dòng)態(tài)容積法的同時(shí)，又在其500kW涉鈉回路中加入了標(biāo)準(zhǔn)表法鈉流量標(biāo)定回路[3]，如圖2所示。該標(biāo)準(zhǔn)表法鈉流量標(biāo)定回路位于中間熱交換器二出口管路上，主要包括一個(gè)渦流流量計(jì)（ECFM）試驗(yàn)段、一臺(tái)已檢定的DN80永磁流量計(jì)（標(biāo)準(zhǔn)表FM4）及待檢的SmCo-DN20永磁流量計(jì)。DN80永磁流量計(jì)靈敏度為0.27mV/m3/h[4]。

圖2 IGCAR涉鈉試驗(yàn)回路Fig.2 IGCAR Sodium test circuit

當(dāng)進(jìn)行標(biāo)定時(shí)，關(guān)閉閥門(mén)VNa1，打開(kāi)閥門(mén)VNa2，調(diào)節(jié)閥門(mén)VNa2到檢定流量點(diǎn)，待穩(wěn)定一段時(shí)間后，開(kāi)始記錄標(biāo)準(zhǔn)表FM4和被檢表（SmCo-DN20永磁流量計(jì)或渦流流量計(jì)）的輸出值，對(duì)兩者測(cè)量的流量值進(jìn)行比較，完成被檢流量計(jì)的標(biāo)定。該標(biāo)準(zhǔn)表法鈉流量標(biāo)定回路未使用工作量器，所以其工作效率較高，但該標(biāo)定回路只能進(jìn)行比標(biāo)準(zhǔn)表FM4低一等級(jí)流量計(jì)的標(biāo)定。

俄羅斯鈉回路及歐洲THESYS鉛鉍回路、ERANOS回路中對(duì)于液態(tài)金屬流量標(biāo)定采用了靜態(tài)質(zhì)量法，稱(chēng)量容器與管道柔性連接，校驗(yàn)精度高，但流量標(biāo)定范圍小，目前未找到相關(guān)詳細(xì)介紹的文獻(xiàn)。

國(guó)內(nèi)相關(guān)單位也進(jìn)行了液態(tài)金屬流量標(biāo)定裝置的研究，中科院工程熱物理研究所針對(duì)ADS（加速器驅(qū)動(dòng)的次臨界反應(yīng)堆系統(tǒng)）中使用的液態(tài)鉛鉍合金設(shè)計(jì)了高溫液態(tài)金屬流量標(biāo)定裝置[5]，如圖3所示。該裝置采用動(dòng)態(tài)容積法，基本原理與上文介紹相同，利用8高壓氮?dú)鈱⒋鎯?chǔ)罐1中液態(tài)金屬壓入標(biāo)定罐2，通過(guò)改變電磁泵4的電壓對(duì)多個(gè)流量點(diǎn)進(jìn)行校核，實(shí)現(xiàn)流量標(biāo)定，其標(biāo)定罐2利用差壓液位計(jì)測(cè)量液面變化。

圖3 中科院高溫液態(tài)金屬流量標(biāo)定裝置Fig.3 High temperature liquid metal flow calibration device of the Chinese Academy of Sciences

中國(guó)原子能科學(xué)研究院熱工水力室也設(shè)計(jì)了液態(tài)金屬鈉鉀流量計(jì)校驗(yàn)裝置[6]，如圖4所示。該裝置校驗(yàn)量程為0.2 m3/h～2.0 m3/h，1.0 m3/h以下量程采用重力驅(qū)動(dòng)定壓頭標(biāo)準(zhǔn)容積法的校驗(yàn)方式進(jìn)行校驗(yàn)，待檢流量計(jì)裝于B處，惰性氣體將液態(tài)金屬壓入電磁泵4，并開(kāi)啟電磁泵將液態(tài)金屬注入主量筒8使之產(chǎn)生溢流，待檢流量計(jì)上游由液態(tài)金屬重力產(chǎn)生穩(wěn)定的驅(qū)動(dòng)壓頭，調(diào)節(jié)閥門(mén)11使通過(guò)它的液態(tài)金屬流量等于所需校驗(yàn)流量，并利用副量筒12測(cè)量體積增量，完成校驗(yàn)。1.5 m3/h以上量程則采用電磁泵驅(qū)動(dòng)定壓頭標(biāo)準(zhǔn)容積法的校驗(yàn)方式進(jìn)行校驗(yàn)，待檢流量計(jì)裝于A處，利用電磁泵調(diào)節(jié)流量至所需校驗(yàn)流量，在主量筒8中測(cè)量體積增量，完成校驗(yàn)。

圖4 液態(tài)金屬鈉鉀流量計(jì)校驗(yàn)裝置Fig.4 Calibration device for liquid metal sodium potassium flowmeter

國(guó)內(nèi)兩液態(tài)金屬流量標(biāo)定回路均直接使用壓力罐作為標(biāo)準(zhǔn)量器；同時(shí)采用差壓液位計(jì)測(cè)量液面變化，誤差影響因素度多，精度下降。原子能院設(shè)計(jì)的液態(tài)金屬流量計(jì)校驗(yàn)裝置液態(tài)金屬?gòu)臉?biāo)定罐頂部流入，造成標(biāo)定罐內(nèi)流體波動(dòng)，影響測(cè)量精度。

2.2 就地校準(zhǔn)方法

在鈉冷快堆中，永磁流量計(jì)性能會(huì)隨著時(shí)間退化，同時(shí)也會(huì)受振動(dòng)、沖擊、溫度及自身磁場(chǎng)阻力的影響，所以必須對(duì)其進(jìn)行定期校準(zhǔn)，但快堆中大口徑流量計(jì)存在一定拆卸困難，且某些流量計(jì)一旦安裝就不能隨意拆卸，例如安裝在堆內(nèi)一回路主泵旁路上旁路內(nèi)潛式鈉流量計(jì)、測(cè)量堆芯組件鈉流量的組件鈉流量計(jì)等。因此，需要研究就地校準(zhǔn)方法。

1）相關(guān)法就地校準(zhǔn)

相關(guān)法是一種利用系統(tǒng)中的隨機(jī)信號(hào)進(jìn)行測(cè)量的方法，所采用的物理模型是所謂的“凝固流動(dòng)”假設(shè)[7]，即流體在流動(dòng)過(guò)程中沒(méi)有流動(dòng)狀態(tài)的變化，也不存在分子擴(kuò)散。

在管道外1、2兩個(gè)測(cè)點(diǎn)設(shè)置傳感器分別測(cè)得兩個(gè)隨機(jī)信號(hào)x(t)、y(t)，根據(jù)以上假設(shè)兩隨機(jī)信號(hào)間只存在一個(gè)時(shí)間上的滯后，對(duì)兩隨機(jī)信號(hào)進(jìn)行互相關(guān)運(yùn)算，則互相關(guān)函數(shù)為：

互相關(guān)函數(shù)的峰值位置對(duì)應(yīng)的時(shí)間τ0就是兩信號(hào)間滯后時(shí)間，也稱(chēng)渡越時(shí)間，同時(shí)又已知兩測(cè)點(diǎn)之間距離L，從而實(shí)現(xiàn)流量測(cè)量。

俄羅斯在旁路內(nèi)潛式鈉流量計(jì)和燃料組件鈉流量計(jì)上設(shè)置兩套相互獨(dú)立的磁系統(tǒng)，在每套磁系統(tǒng)上設(shè)置兩對(duì)相互獨(dú)立的電極。其中，一對(duì)電極布置在與磁場(chǎng)及鈉流方向相垂直的平面內(nèi)，生成與鈉的體積流量值成線(xiàn)性關(guān)系的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)信號(hào)，實(shí)現(xiàn)流量測(cè)量。而另外一對(duì)電極則布置在沿鈉流方向上的磁系統(tǒng)前后端面，產(chǎn)生的信號(hào)用于在不拆卸流量計(jì)的條件下，應(yīng)用互相關(guān)流量測(cè)量原理實(shí)現(xiàn)流量計(jì)的定期校準(zhǔn)。同時(shí)，為了提高相關(guān)法檢測(cè)精度，磁系統(tǒng)上游設(shè)計(jì)了湍流發(fā)生器。

印度也在DN40、DN100、DN200的永磁式管道鈉流量計(jì)上設(shè)計(jì)了相關(guān)法電極[8]。DN40、DN100相鄰每對(duì)電極間距離為15mm，DN200相鄰每對(duì)電極間距離為36mm，并分別安裝在SWRTF、SGTF、FBTR回路上進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)表明相關(guān)法測(cè)量誤差在±5.5%以?xún)?nèi)。

2）均方根頻率法就地校準(zhǔn)

針對(duì)相關(guān)法校準(zhǔn)僅適用于流量計(jì)擁有兩對(duì)電極的情況，日本PNC公司提出了均方根頻率法[9]，可對(duì)具有一對(duì)電極的電磁流量計(jì)進(jìn)行在線(xiàn)校準(zhǔn)。該方法基本原理是通過(guò)輸出電壓波動(dòng)功率譜密度得到的均方根頻率，可由流量系數(shù)的函數(shù)表示。

管道中湍流的數(shù)學(xué)坐標(biāo)系如圖5所示，管道內(nèi)部半徑為a，可變量p定義為p=r/a。u(t,p,θ,z)為管道中點(diǎn) (p,θ,z)在Z軸方向上的瞬時(shí)流速。

圖5 湍流坐標(biāo)系Fig.5 Turbulent coordinate system

在點(diǎn)(p,θ,z)的局部平均流速ū(p,θ,z)及速度波動(dòng)u′(t,p,θ,z)可表示為：

由于液態(tài)金屬冷卻劑的導(dǎo)電性比管道材料高幾倍，且在管壁上幾乎沒(méi)有電流循環(huán)，所以假設(shè)管道材料的導(dǎo)電性為零，流量計(jì)輸出電壓波動(dòng)V(t)可表示為：

輸出電壓波動(dòng)的自相關(guān)函數(shù)φV(τ)可由流速波動(dòng)的自相關(guān)函數(shù)φt(τ,p)表示為 ：

對(duì)輸出電壓波動(dòng)的自相關(guān)函數(shù)φV(τ)進(jìn)行傅里葉變換可得電壓波動(dòng)的自功率譜密度φV(f)：

其中，φt(f)是流量波動(dòng)的自功率譜密度，表達(dá)式如下：

輸出電壓的均方根頻率f由以下公式通過(guò)截止頻率f0進(jìn)行定義：

對(duì)上式中的積分進(jìn)行計(jì)算來(lái)確定均方根頻率與流量系數(shù)之間的關(guān)系，得：

式（10）中，Q=πa2U為流量計(jì)流量，λ為管道摩擦力系數(shù)。

從公式（10）可以看出，均方根頻率與流量系數(shù)和管道摩擦系數(shù)平方根的乘積成正比，而摩擦系數(shù)λ可利用雷諾系數(shù)得到，因此均方根頻率法可實(shí)現(xiàn)流量的測(cè)量，從而完成對(duì)永磁流量計(jì)的校準(zhǔn)。

該校準(zhǔn)法已經(jīng)在長(zhǎng)陽(yáng)快堆（JOYO）一回路中內(nèi)徑為12英寸的鞍狀線(xiàn)圈電磁流量計(jì)上進(jìn)行了驗(yàn)證，并得到了其對(duì)最小二乘擬合曲線(xiàn)。

3 鈉流量標(biāo)定方案的確定

通過(guò)對(duì)流量標(biāo)定原理的研究，以及對(duì)國(guó)內(nèi)外液態(tài)金屬流量標(biāo)定現(xiàn)狀的調(diào)研，在液態(tài)金屬流量標(biāo)定中，靜態(tài)質(zhì)量法標(biāo)定裝置存在高溫?fù)Q向器研發(fā)困難，高溫稱(chēng)重難度大，流量測(cè)量范圍小等問(wèn)題，且裝置中液態(tài)金屬需完全隔絕空氣，因此高溫鈉流量標(biāo)定回路采用動(dòng)態(tài)容積法和標(biāo)準(zhǔn)表法，裝置結(jié)構(gòu)如圖6所示。

圖6 高溫鈉流量標(biāo)定裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖Fig.6 Structure diagram of high-temperature sodium flow calibration device

高溫鈉流量標(biāo)定裝置主要由流量標(biāo)準(zhǔn)器、試驗(yàn)管路、液態(tài)鈉循環(huán)系統(tǒng)和控制及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)組成，裝置試驗(yàn)管道口徑范圍DN15～DN300，工作容器的容積分別為430L和8500L。針對(duì)DN200管徑以下流量計(jì)采用動(dòng)態(tài)容積法，將工作容器的容積V作為計(jì)量的標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合時(shí)間t的測(cè)量，實(shí)現(xiàn)流量量值溯源到基本量。針對(duì)DN200、DN300管徑的流量計(jì)校準(zhǔn)，采用標(biāo)準(zhǔn)表法實(shí)現(xiàn)逐級(jí)擴(kuò)大流量范圍，通過(guò)原始標(biāo)準(zhǔn)流量裝置把量值傳遞給一組流量計(jì)。它作為原始標(biāo)準(zhǔn)流量裝置和工作流量計(jì)之間的中間環(huán)節(jié)，與工作流量計(jì)串聯(lián)進(jìn)行傳遞，實(shí)現(xiàn)流量量值的傳遞。

而對(duì)于旁路內(nèi)潛式鈉流量計(jì)、組件鈉流量計(jì)等，由于其所處位置無(wú)法在鈉標(biāo)定回路上進(jìn)行定期校驗(yàn)，在結(jié)構(gòu)上設(shè)計(jì)相關(guān)法電極，實(shí)現(xiàn)流量計(jì)定期校準(zhǔn)。

在測(cè)量組件上設(shè)置兩套相互獨(dú)立的磁系統(tǒng)，如圖7所示。在每套磁系統(tǒng)上設(shè)置兩對(duì)相互獨(dú)立的電極，其中一對(duì)電極布置在與磁場(chǎng)及鈉流方向相垂直的平面內(nèi)，生成與鈉的體積流量值成線(xiàn)性關(guān)系的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)信號(hào)，實(shí)現(xiàn)流量測(cè)量。而另外一對(duì)電極則布置在沿鈉流方向上的磁系統(tǒng)前后端面，并在流道組件磁系統(tǒng)上游設(shè)計(jì)湍流發(fā)生器，提高相關(guān)法檢測(cè)精度。

圖7 鈉流量計(jì)相關(guān)法測(cè)量設(shè)計(jì)示意圖Fig.7 Schematic diagram of measurement design using sodium flow meter correlation method

相關(guān)法兩對(duì)電極間距離是影響相關(guān)法測(cè)量精度的關(guān)鍵因素，根據(jù)國(guó)外相關(guān)研究得到的相關(guān)法流量測(cè)量歸一化誤差與傳感器間距離L間的關(guān)系，兩相關(guān)法電極間距離L為2D～5D時(shí)精度最高[10]，因此流量計(jì)測(cè)量組件中兩對(duì)電極間距設(shè)置為5D。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文根據(jù)快堆鈉流量標(biāo)定的相關(guān)需求，分析了流量標(biāo)定裝置的基本原理，比較了靜態(tài)質(zhì)量法、動(dòng)態(tài)容積法和標(biāo)準(zhǔn)表法的優(yōu)缺點(diǎn)，并調(diào)研了國(guó)內(nèi)外液態(tài)金屬流量標(biāo)定裝置及在線(xiàn)校準(zhǔn)的發(fā)展現(xiàn)狀，開(kāi)展適應(yīng)性分析，確定了高溫鈉流量標(biāo)定方案。該方案適用于高溫液態(tài)鈉流量標(biāo)定，可用于開(kāi)展快堆鈉流量?jī)x表計(jì)量特性的研究工作，解決了鈉流量分度標(biāo)定和校準(zhǔn)過(guò)程中的量值溯源問(wèn)題，為快堆儀表研發(fā)提供技術(shù)支持。同時(shí)通過(guò)該研究，也可為鉛基堆、熔鹽堆等其他堆型的流量標(biāo)定提供了思路和方向。