[发明专利]氢扩散渗透特性测量装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种测量装置，特别涉及一种氢扩散渗透特性测量装置。

背景技术

熔盐堆是第四代核能系统优先发展的六种堆型之一，由于熔盐堆中LiF熔盐与中子反应产生大量的氚(T)，因而必须对产生的氚(T)进行清除处理以减少对环境及测试材料的影响。熔盐堆中的氚主要以HT和TF的形态存在，高温下HT有强渗透性，易从管道中渗透出来对环境造成污染，TF有强腐蚀性，对管道材料的腐蚀会降低管道材料性能，影响反应堆的安全运行。为了有效地从熔盐中去除不同形态的氚，必须对不同形态的氚在熔盐和固体材料中的扩散、渗透行为进行研究。由于H(氢)和T(氚)都是氢的同位素，物理化学特性相近，因而可用稳定核素氢(H)替代放射性核素氚(T)，研究氚在熔盐和固体材料中的扩散渗透特性和化学形态的转换。

以往的测量氢通过测试材料的扩散渗透测量方法中，最重要的是高压气相氢渗透技术，图1给出了常用的测量装置示意图。主要装置由高压腔13和低压腔15组成，样品14置于高压腔13和低压腔15之间，测量前，用分子泵将整套系统抽真空，然后将氢气从气瓶11通过泄漏阀12导入高压腔，气体通过压力差从待测样品14进入低压腔15，分别用压力计16和17测量两腔的压力，从而计算得到氢气通过测试材料的扩散和渗透参数。此装置普遍存在如下缺点：第一、没有装填测试材料的加料口，无法对测试材料进行更换。第二、没有与高压腔13和低压腔15相互配套使用的加热装置，无法测量氢在高温熔盐和固体材料中的扩散特性和渗透特性，也不能够研究随着温度参数变化氢的扩散特性和渗透特性。第三、没有处理TF的装置，影响到测试装置的使用寿命和安全性。第四、测试系统仅仅使用压力计16和17测量两腔的压力，受仪器本身测量灵敏度的限制，测量精度有限。第五、没有对气体管路进行实时抽真空的装置，因此使用不方便。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中的氢扩散渗透特性测量装置无法测量并研究氢在高温熔盐中的扩散和渗透特性的缺陷，提供一种氢扩散渗透特性测量装置，该氢扩散渗透特性测量装置能够测量并研究氢在高温熔盐中的扩散和渗透特性。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：

一种氢扩散渗透特性测量装置，其包括一具有第一腔室和第二腔室的扩散渗透反应器、一供气系统和一测量系统，其特点在于，该氢扩散渗透特性测量装置还具有一用于为该扩散渗透反应器加热的加热系统。

较佳的，该加热系统为一具有加热槽的管式电阻炉，该扩散渗透反应器设置于该加热槽中。

较佳的，该第一腔室和该第二腔室的界面处设有一镍板。

较佳的，该测量装置还包括一加料管道和一与该加料管道的一端相连接的熔盐添加部件，该加料管道的另一端与该第一腔室相连通，且该加料管道的管道壁与该第一腔室贯穿处密闭连接。通过设置与该第一腔室相连通的熔盐添加部件，该测量装置能够方便地对测试材料进行更新。

较佳的，该氢扩散渗透特性测量装置还包括一与该第一腔室和该第二腔室相连通的吸真空部件。通过设置该吸真空部件，该测量装置能够对气体管路进行实时抽真空，因此使用方便。

较佳的，该测量系统包括一用于检测该扩散渗透反应器内温度的检测部件。通过设置该检测部件，该测量装置能够较为精确地测量温度参数。

较佳的，该检测部件为一热电偶。

较佳的，该供气系统包括一氩气供应部件和一氢气供应部件，该氩气供应部件和该氢气供应部件均与该第一腔室和该第二腔室相连通。由于氩气可以作为氢气的载气并且能够稀释氢气，因此氩气供应部件的设置方便氢气的通入并使得该测量装置能够测试不同浓度下的氢气的扩散特性和渗透特性。

较佳的，该氩气供应部件和该氢气供应部件均与该第一腔室和该第二腔室通过管道相连通，该吸真空部件与该第一腔室和该第二腔室通过管道相连通，该些管道上均设有管道阀门。通过设置该些管道阀门，方便了对管道中气体的控制，能够停止气体，以便于更换局部部件。

较佳的，该氢扩散渗透特性测量装置还包括一气相色谱仪和一HF气体吸收池，该气相色谱仪通过一个六向阀门与该HF气体吸收池相连接，该六向阀门还与该第二腔室相连通。通过设置HF气体吸收池，增加了测试装置的使用寿命和安全性，另外，气相色谱仪的使用极大地提高了测试的精度。