研究聚变堆腐蚀产物沉积的热工水力实验系统及方法与流程

技术特征：
1.研究聚变堆腐蚀产物沉积的热工水力实验系统，其特征在于：水箱(1)的出口通过管道与三通阀(12)连接，三通阀(12)的一侧出口与排水管路(15)连接，另一侧出口通过管道依次与循环泵(5)、涡街流量计(6)、套管式换热器(2)的冷管段入口相连；循环泵(5)与涡街流量计(6)之间布置一条旁路(14)，旁路(14)和水箱(1)的一个入口相连，且旁路(14)上设置在线pH探测仪(9)；套管式换热器(2)的冷管段出口通过管道依次与第一实验段(7-1)、电加热器(4)、第二实验段(7-2)串联，然后与套管式换热器(2)的热管段入口连接；套管式换热器(2)的热管段出口通过管道依次与第三实验段(7-3)、板式换热器(3)、第四实验段(7-4)串联，然后接入水箱(1)的主回路回水口；水箱(1)上还设置空压机及加压泄压管路(16)；所述各个实验段均具有四种结构形状以辅助实验系统各个功能的实现，分别为：水平弯管实验段、竖直U型管实验段、包层/第一壁实验段、限制器实验段；且各种实验段与管道间均通过法兰连接；各实验段处分别设置温度测点；所述包层/第一壁实验段，由依次连接的上引导段、上实验段、上集水箱、细流通管道、下集水箱、下实验段以及下引导段组成；上实验段和下实验段均为“L”型管；上集水箱和下集水箱均为长方体，两者间通过多根平行排列的、由两段水平段和一段竖直段组成的细流通管道连接；细流通管道的内径为实验段横管部分内径的30％～40％。2.根据权利要求1所述的研究聚变堆腐蚀产物沉积的热工水力实验系统，其特征在于：所述套管式换热器(2)采用立体多层的布置方式。3.根据权利要求1所述的研究聚变堆腐蚀产物沉积的热工水力实验系统，其特征在于：所述限制器实验段，由依次连接的上引导段、上实验段、上集水箱、 细流通管道、下集水箱、下实验段以及下引导段组成；上实验段和下实验段均为“L”型管；上集水箱和下集水箱均为长方体，两者间通过多根平行排列的带有多个U形弯的细流通管道连接；细流通管道的内径为实验段横管部分内径的30％～40％。4.根据权利要求1所述的研究聚变堆腐蚀产物沉积的热工水力实验系统，其特征在于：所述电加热器(4)上设置有泄压阀，其设定压力为7个大气压；电加热器(4)上还设置控制柜，具有自动控温、超温报警和超压报警的功能。5.根据权利要求1所述的研究聚变堆腐蚀产物沉积的热工水力实验系统，其特征在于：所述水箱(1)上还设有温度探测仪(8)、压力表(10)、安全阀(13)。6.根据权利要求1所述的研究聚变堆腐蚀产物沉积的热工水力实验系统，其特征在于：所述系统的各段管道上分别设置截止阀。7.基于权利要求1所述热工水力实验系统的实验方法，其特征在于：包括以下步骤：(A)选择并安装合适的实验段，打开水箱(1)上的法兰盖，逐步给水箱(1)充入纯水，封闭系统并开启循环泵(5)，使整个实验回路充满纯水，并使水箱(1)水量达到50％；(B)添加指定的颗粒性腐蚀产物和碱性试剂，搅拌均匀后关闭水箱(1)上的法兰盖；(C)启动电加热器(4)加热至50℃并调节各阀门开度；实验系统稳定后，对水箱(1)加压至4.5Mpa，再升高电加热器(4)出口温度；升温至80℃时，开启板式换热器(3)进行换热；电加热器(4)出口温度达到150℃时停止工作，并使系统维持在5个大气压；(D)稳定运行2h后，记录四个实验段测点的温度仪表显示的温度，记录水 箱的温度、压力，对实验段沉积层进行测厚，绘制沉积层曲线，并对测点的电压值进行标定；研究pH和温度的协同作用对于腐蚀产物沉积行为的影响时，采用的后续步骤为：(E.1)数据记录完毕，关闭电加热器(4)、板式换热器(3)和循环泵(5)，随后通过泄压口进行泄压操作，最后清洗实验装置；(F.1)之后几组实验，调节初始pH值，重复实验步骤；研究粒径对于腐蚀产物沉积行为的影响时，采用的后续步骤为：(E.2)数据记录完毕，关闭电加热器(4)、板式换热器(3)和循环泵(5)，随后通过泄压口进行泄压操作，最后清洗实验装置；(F.2)之后几组实验，调节颗粒性腐蚀产物的粒径，重复实验步骤；研究流速对于腐蚀产物沉积行为的影响时，采用的后续步骤为：(E.3)调节所有阀门的开度，重复测量步骤，不需拆卸实验段和清洗实验回路。8.根据权利要求7所述的实验方法，其特征在于：所述实验系统的温度范围为室温至150℃。