根據(jù)鉛鉍合金的理化性質(zhì)、反應(yīng)堆或回路的現(xiàn)場(chǎng)情況,,流量計(jì)應(yīng)用在高溫高壓,、強(qiáng)輻照、高腐蝕性的工況下,,嚴(yán)酷的工作條件,,致使回路流量測(cè)量作為目前核能領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。截至目前,,國(guó)際上針對(duì)鉛鉍回路主要的測(cè)量?jī)x表有電磁流量計(jì),、渦街流量計(jì)、差壓流量計(jì),、超聲波流量計(jì)、科氏質(zhì)量流量計(jì),、渦輪流量計(jì)等,。
截至目前,世界各試驗(yàn)結(jié)構(gòu)對(duì)于鉛鉍回路流量測(cè)量的方式,,有電磁感應(yīng)原理的直流和交流電磁流量計(jì),,以動(dòng)量為基礎(chǔ)的渦輪流量計(jì)、科氏質(zhì)量流量計(jì),,以壓力為基礎(chǔ)的渦街流量計(jì)和差壓流量計(jì),,以聲波傳輸為基礎(chǔ)的超聲波流量計(jì)。其中渦街流量計(jì)受制于雷諾數(shù),,僅能測(cè)量低流速下流量,。差壓流量計(jì)、超聲波流量計(jì),、渦輪流量計(jì)和電磁流量計(jì)受制于結(jié)構(gòu)材料的相容性,,長(zhǎng)期運(yùn)行在高溫、高腐蝕環(huán)境中,,流量計(jì)精度隨時(shí)間呈現(xiàn)下降趨勢(shì),。科氏質(zhì)量流量計(jì)作為不接觸式流量計(jì),,其應(yīng)用溫度范圍有限,,無(wú)法滿足回路測(cè)量要求,,且內(nèi)部電子器件多,易受到環(huán)境干擾,。
眾多流量計(jì)中,,電磁流量計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、測(cè)量溫度范圍廣,、流量適用范圍寬,,信號(hào)輸出穩(wěn)定等優(yōu)勢(shì),并且能夠滿足堆內(nèi)較長(zhǎng)適測(cè)量的壽命要求,,成為鉛鉍回路流量測(cè)量的主流方式,。日前開發(fā)出永磁式電磁流量計(jì)用于中國(guó)原子能科學(xué)研究院測(cè)量鈉快堆和鉛鉍回路中流量測(cè)量。流量計(jì)經(jīng)過實(shí)流標(biāo)定,,測(cè)量精度可達(dá)±2%,。樣機(jī)在高溫回路連續(xù)運(yùn)行半年后,永磁體磁性能穩(wěn)定,,電極輸出信號(hào)無(wú)衰減,。但鉛鉍回路中,管道與鉛鉍接觸,,隨時(shí)間推移被腐蝕生成絕緣氧化物層,,信號(hào)傳輸受到影響,致使信號(hào)逐步衰減,。
解決鉛鉍回路流量測(cè)量的關(guān)鍵在于解決流量計(jì)結(jié)構(gòu)材料的相容性問題,,獲得浸潤(rùn)性好,耐腐蝕材料作為流量計(jì)主體,。電磁流量計(jì)信號(hào)傳輸通道電導(dǎo)率可得到保障,,解決渦輪流量計(jì)軸承、葉片磨損和堵塞,,消除超聲波流量計(jì)探頭失效,,獲得穩(wěn)定輸出信號(hào)。中國(guó)科學(xué)院金屬研究所已發(fā)布新型鉛鉍回路耐腐蝕高硅馬氏體和高硅奧氏體不銹鋼,,是鉛鉍回路結(jié)構(gòu)材料研究的一大飛躍,,也指明了鉛鉍合金流量測(cè)量難點(diǎn)的解決方向。