一种带电磁屏蔽可释放熔融物的试验装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及热工技术领域，具体为一种带电磁屏蔽可释放熔融物的试验装置，包括炉体，炉体内部设置有底座支持件，底座支持件的上侧面设置有冷坩埚，冷坩埚上设置有坩埚体，坩埚体上套接有感应线圈，感应线圈与坩埚体之间设置有电磁屏蔽装置，坩埚体的正上方设置有吹氩装置，冷坩埚释放槽与坩埚体之间开设有泄流孔，泄流孔的下方设置有释放机构。本发明专利技术通过控制快速升降顶针杆实现将堵头顶开，然后控制顶针杆水平移动远离泄流孔正下方，吹氩装置采用双层结构，里面通冷却水以防高温损坏，冷坩埚采用一体结构提升整个装置的密封性和安全性，电磁屏蔽可沿坩埚轴向移动，通过控制屏蔽装置的升降来控制凝壳的位置及厚度或反应物的界面。

【技术实现步骤摘要】
一种带电磁屏蔽可释放熔融物的试验装置
本专利技术涉及一种熔融物的试验装置，特别是涉及一种带电磁屏蔽可释放熔融物的试验装置，属于热工

技术介绍
当核电厂压水堆发生严重事故时，如果堆芯不能被有效冷却，就会发生堆芯熔化，高温的堆芯熔融物可能会掉入压力容器下封头，在压力容器下封头内形成熔融池结构，在堆芯熔融物衰变热的作用下，高温熔融池向压力容器下封头壁面传递热量，导致压力容器下封头壁面温度升高，严重威胁压力容器的完整性，如果通过压力容器下封头壁面不能有效地将熔融池内的衰变热导出，则下封头壁面温度会不断升高，压力容器下封头可能会发生高温蠕变失效或直接熔穿失效，使大量高温堆芯熔融物进入安全壳，最终可能导致大量放射性物质被释放到大气环境，造成严重的核泄漏事故。熔融池瞬态换热特性特征和稳态条件下熔融池换热特性是压力容器下封头内熔融池换热特性研究的核心问题，压水堆严重事故过程中堆芯熔融物进入压力容器下风头形成熔融池结构，在压力容器外部冷却的条件下，高温熔融物会发生凝固，在液态熔融物与压力容器壁面之间形成一层熔融物硬壳，熔融物硬壳的存在对熔融池换热有着重要的影响，当熔融池传递给压力容器壁面的热量与通过压力容器壁面导出的热量相等时，熔融池达到稳态，熔融物硬壳的厚度将不再变化，熔融池达到稳态前的瞬态换热特性对熔融物硬壳的厚度有着重要影响，同时也对稳态时熔融池的换热特性有着重要的影响。因此，研究液态熔融物射流与安全壳的相互作用和熔融物凝壳对热流的影响十分必要。从反应堆得到的燃料元件要经过完整的核燃料后处理，之后95％以上的长寿命放射性裂变元素以及由反应堆材料激化后带入元件的腐蚀产物元素就会浓集在以硝酸熔液为基质的高放废液中，这种废液中的放射性元素衰变周期可长达数万年甚至数百万年。因此，必须将他固定起来，等到衰变热降低到允许值后，再将它处置到与人类可以长久隔离的地下，这就是高放废液玻璃固化技术，目前，冷坩埚法是玻璃固化技术重要手段。中国专利技术专利公布号CN107808702A，公开了“一种具有升降底盘的熔融物试验装置”，所述熔融物试验装置包括水冷套管、感应加热线圈和底盘系统，所述水冷套管与底盘系统形成冷坩埚，其中所述底盘系统包括升降机构。根据本专利技术的具有升降底盘的熔融物试验装置，可以开展多项熔融物相关试验研究，并且在试验结束后，熔池及其上部壳层结构能够完整地被移出，熔融物试验装置包括水冷套管、感应加热线圈和底盘系统，所述水冷套管与底盘系统形成冷坩埚，并不是一个整体的结构，可靠性和安全性稍差，无法制备熔融物射流进行动态模拟试验和放射性废物的玻璃化处理，因此不能满足使用的需要。因此，亟需对带电磁屏蔽可释放熔融物的试验装置进行改进，以解决上述存在的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种带电磁屏蔽可释放熔融物的试验装置，通过控制快速升降顶针杆实现将堵头顶开，然后控制顶针杆水平移动远离泄流孔正下方，以免熔液损坏顶针杆，吹氩装置采用双层结构，里面通冷却水以防高温损坏，冷坩埚采用一体结构提升整个装置的可靠性和安全性，电磁屏蔽装置可沿坩埚轴向移动，通过控制屏蔽装置的升降来控制凝壳的位置及厚度或反应物的界面，实现模拟液态金属熔融物与熔融物之间的相互作用或熔融状态熔融物与压力容器钢构件的相互作用。为了达到上述目的，本专利技术采用的主要技术方案包括：一种带电磁屏蔽可释放熔融物的试验装置，包括装置炉体，其特征在于，所述装置炉体的内部固定设置有底座支持件，所述底座支持件的上侧面设置有冷坩埚，所述冷坩埚上设置有坩埚体，所述坩埚体外套接有感应线圈，所述感应线圈与所述坩埚体之间设置有可移动电磁屏蔽装置；所述坩埚体的正上方的轴线位置设置有吹氩装置，所述电磁屏蔽装置的一侧设置有加料器；所述冷坩埚的底部开设有冷坩埚释放槽,所述冷坩埚底部中心位置开设有泄流孔,所述泄流孔的内部设置有堵头，所述泄流孔的下方设置有释放机构，所述释放机构上固定设置有与所述堵头在同一竖直轴线上的顶针杆。优选的，所述坩埚体呈圆筒状，所述坩埚体由若干个沿周向排列第一水冷管和第二水冷管组构成，每一所述第一水冷管与每一所述第二水冷管一一对应连通，且所述周向排列的第一水冷管和第二水冷管的间歇部位均填充耐火材料；所述冷坩埚的外侧设置有对称分布的出水口和进水口，所述出水口与所述进水口相连通，并且与所述第一水冷管相连通。优选的，所述释放机构包括纵向推动杆、纵向伸缩机、横向推动杆和横向伸缩机，所述纵向伸缩机、所述横向伸缩机和所述纵向推动杆皆设置两个，所述纵向推动杆的一端连接所述纵向伸缩机，所述纵向推动杆的另一端连接所述横向推动杆，所述纵向推动杆上还设置所述横向伸缩机，所述横向伸缩机与所述纵向伸缩机呈十字垂直设置，两个所述纵向推动杆分别设置于所述横向推动杆的两端；所述顶针杆设置于所述横向推动杆上且与所述泄流孔相适配；两个所述纵向伸缩机合力用于上下移动所述释放机构，以使所述横向推动杆上的顶针杆能够顶开所述泄流孔内的堵头；两个所述横向伸缩机水平相向朝内设置，其中，任一所述横向伸缩机用于水平推动所述释放机构，以使所述横向推动杆上的顶针杆远离所述泄流孔的正下方；或，两个所述横向伸缩机同时做相反伸缩方向动作，以使所述横向推动杆上的顶针杆在合力作用下能够远离所述泄流孔的正下方；所述纵向伸缩机通过直角固定件设置在所述底座支持件的上方；所述纵向推动杆贯穿所述底座支持件并延伸在所述底座支持件的上侧面。优选的，所述感应线圈套接在所述坩埚体上，所述感应线圈通过水管与外界冷却循环系统相连接，且所述感应线圈与所述坩埚体之间有间隙，所述电磁屏蔽装置滑动设置在所述感应线圈与所述坩埚体之间。优选的，所述吹氩装置的内部设置第三水冷管，所述第三水冷管沿所述吹氩装置的圆周方向并列设置，所述第三水冷管的两端分别设置有吹氩进水口和吹氩回水口，所述吹氩进水口、所述吹氩回水口以及所述第三水冷管相互连通，所述吹氩进水口和所述吹氩回水口对称设置在所述吹氩装置上；所述吹氩装置的侧壁上设置有一吹氩口，所述吹氩装置的正上方设置有红外测温仪，所述红外测温仪的探头正对所述坩埚体。优选的，所述吹氩装置的下方设置有吹氩装置固定法兰，所述装置炉体的上设置有固定吹氩装置的法兰，所述吹氩装置与所述炉体上固定法兰通过螺栓固定连接，且所述吹氩装置法兰与所述固定法兰间通过密封圈实现密封。优选的，所述坩埚体与所述冷坩埚为一体成型结构；所述加料器固定设置在所述装置炉体的上侧面上，所述加料器的底部连接有导料管，所述导料管的底端延伸到所述所述坩埚体的上方；所述底座支持件的底部开设有支持件通槽，所述支持件通槽上开设有释放槽孔，所述释放槽孔与所述冷坩埚释放槽相对应。优选的，还包括：屏蔽装置提升结构；所述屏蔽装置提升结构还包括：支撑杆；所述支撑杆设置三根，三根支撑杆呈120度角排列，且下端分别固定连接在所述装置炉体的外顶壁上，且三根支撑杆上端固定连接第一支撑台；所述第一支撑台上固定连接有一组导向杆的下端，且所述导向杆的上端固定连接有第一盖板；所述导向杆的中间本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种带电磁屏蔽可释放熔融物的试验装置，包括装置炉体(1)，其特征在于，所述装置炉体(1)的内部固定设置有底座支持件(2)，所述底座支持件(2)的上侧面设置有冷坩埚(3)，所述冷坩埚(3)上设置有坩埚体(304)，所述坩埚体(304)外套接有感应线圈(11)，所述感应线圈(11)与所述坩埚体(304)之间设置有可移动电磁屏蔽装置(6)；所述坩埚体(304)的正上方的轴线位置设置有吹氩装置(8)，所述电磁屏蔽装置(6)的一侧设置有加料器(7)；/n所述冷坩埚(3)的底部开设有冷坩埚释放槽(301),所述冷坩埚(3)底部中心位置开设有泄流孔(305),所述泄流孔(305)的内部设置有堵头(14)，所述泄流孔(305)的下方设置有释放机构(9)，所述释放机构(9)上固定设置有与所述堵头(14)在同一竖直轴线上的顶针杆(901)。/n

【技术特征摘要】
1.一种带电磁屏蔽可释放熔融物的试验装置，包括装置炉体(1)，其特征在于，所述装置炉体(1)的内部固定设置有底座支持件(2)，所述底座支持件(2)的上侧面设置有冷坩埚(3)，所述冷坩埚(3)上设置有坩埚体(304)，所述坩埚体(304)外套接有感应线圈(11)，所述感应线圈(11)与所述坩埚体(304)之间设置有可移动电磁屏蔽装置(6)；所述坩埚体(304)的正上方的轴线位置设置有吹氩装置(8)，所述电磁屏蔽装置(6)的一侧设置有加料器(7)；
所述冷坩埚(3)的底部开设有冷坩埚释放槽(301),所述冷坩埚(3)底部中心位置开设有泄流孔(305),所述泄流孔(305)的内部设置有堵头(14)，所述泄流孔(305)的下方设置有释放机构(9)，所述释放机构(9)上固定设置有与所述堵头(14)在同一竖直轴线上的顶针杆(901)。


2.根据权利要求1所述的一种带电磁屏蔽可释放熔融物的试验装置，其特征在于：所述坩埚体(304)呈圆筒状，所述坩埚体(304)由若干个沿周向排列第一水冷管(306)和第二水冷管(307)组构成，每一所述第一水冷管(306)与每一所述第二水冷管(307)一一对应连通，且所述周向排列的第一水冷管(306)和第二水冷管(307)的间歇部位均填充耐火材料；
所述冷坩埚(3)的外侧设置有对称分布的出水口(303)和进水口(302)，所述出水口(303)与所述进水口(302)相连通，并且与所述第一水冷管(306)相连通。


3.根据权利要求1所述的一种带电磁屏蔽可释放熔融物的试验装置，其特征在于：所述释放机构(9)包括纵向推动杆(902)、纵向伸缩机(12)、横向推动杆(903)和横向伸缩机(13)，所述纵向伸缩机(12)、所述横向伸缩机(13)和所述纵向推动杆(902)皆设置两个，所述纵向推动杆(902)的一端连接所述纵向伸缩机(12)，所述纵向推动杆(902)的另一端连接所述横向推动杆(903)，所述纵向推动杆(902)上还设置所述横向伸缩机(13)，所述横向伸缩机(13)与所述纵向伸缩机(12)呈十字垂直设置，两个所述纵向推动杆(902)分别设置于所述横向推动杆(903)的两端；所述顶针杆(901)设置于所述横向推动杆(903)上且与所述泄流孔(305)相适配；两个所述纵向伸缩机(12)合力用于上下移动所述释放机构(9)，以使所述横向推动杆(903)上的顶针杆(901)能够顶开所述泄流孔(305)内的堵头(14)；
两个所述横向伸缩机(13)水平相向朝内设置，其中，任一所述横向伸缩机(13)用于水平推动所述释放机构(9)，以使所述横向推动杆(903)上的顶针杆(901)远离所述泄流孔(305)的正下方；或，两个所述横向伸缩机(13)同时做相反伸缩方向动作，以使所述横向推动杆(903)上的顶针杆(901)在合力作用下能够远离所述泄流孔(305)的正下方；
所述纵向伸缩机(12)通过直角固定件(16)设置在所述底座支持件(2)的上方；所述纵向推动杆(902)贯穿所述底座支持件(2)并延伸在所述底座支持件(2)的上侧面。


4.根据权利要求1所述的一种带电磁屏蔽可释放熔融物的试验装置，其特征在于：所述感应线圈(11)套接在所述坩埚体(304)上，所述感应线圈(11)通过水管与外界冷却循环系统相连接，且所述感应线圈(11)与所述坩埚体(304)之间有间隙，所述电磁屏蔽装置(6)滑动设置在所述感应线圈(11)与所述坩埚体(304)之间。


5.根据权利要求1所述的一种带电磁屏蔽可释放熔融物的试验装置，其特征在于：所述吹氩装置(8)的内部设置第三水冷管(804)，所述第三水冷管(804)沿所述吹氩装置(8)的圆周方向并列设置，所述第三水冷管(804)的两端分别设置有吹氩进水口(801)和吹氩回水口(802)，所述吹氩进水口(801)、所述吹氩回水口(802)以及所述第三水冷管(804)相互连通，所述吹氩进水口(801)和所述吹氩回水口(802)对称设置在所述吹氩装置(8)上；
所述吹氩装置(8)的侧壁上设置有一吹氩口(803)，所述吹氩装置(8)的正上方设置有红外测温仪(10)，所述红外测温仪(10)的探头正对所述坩埚体(304)。


6.根据权利要求5所述的一种带电磁屏蔽可释放熔融物的试验装置，其特征在于：所述吹氩装置(8)的下方设置有吹氩装置固定法兰(805)，所述装置炉体(1)的上设置有固定吹氩装置的法兰(15)，所述吹氩装置(8)与所述炉体上固定法兰(15)通过螺栓固定连接，且所述吹氩装置法兰(805)与所述固定法兰(15)间通过密封圈实现密封。


7.根据权利要求1所述的一种带电磁屏蔽可释放熔融物的试验装置，其特征在于：所述坩埚体(304)与所述冷坩埚(3)为一体成型结构；所述加料器(7)固定设置在所述装置炉体(1)的上侧面上，所述加料器(7)的底部连接有导料管(7...

【专利技术属性】
技术研发人员：方智，焦大伟，陈朝牛，
申请(专利权)人：深圳市赛迈特新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44