[发明专利]水气腐蚀一体化系统

说明书

本发明提供水气腐蚀一体化系统包括控制系统、气路系统、称量系统、恒流系统、汽化系统、水蒸气含量监测系统、热扩散炉；气路系统与控制系统、汽化系统、热扩散炉相连，用于向热扩散炉通入一定流量的保护气体和工作气体；气路系统的工作气体依次经过汽化系统和水蒸气含量监测系统后，载带一定百分比的水蒸气进入热扩散炉；称量系统与控制系统、恒流系统相连，用于向恒流系统提供水源；恒流系统用于从称量系统中持续抽取一定量的液体。本发明实现了自动一体化，能够精确控制气体流量、炉温、水蒸气含量等工艺参数，并能监测各组件运行状态。

技术领域

本发明涉及一种检测系统，尤其是一种水气腐蚀一体化系统。

背景技术

目前，我国球床式高温气冷堆所使用的球形燃料元件直径为60mm，结构为球形包覆颗粒(TRISO)弥散在燃料区的石墨基体中。作为燃料元件的结构材料，基体石墨使包覆燃料颗粒获得热工水力学条件，包括将热量传给冷却剂氦气，并作为慢化材料，对快中子有足够的慢化能力。同时还具有一定的滞留裂变产物的能力。

由于反应堆内可能存在H₂O、O₂、CO、CO₂等杂质，在水和空气进入一回路的事故条件下，水和空气进入堆芯，这些都能造成基体石墨的氧化，因此燃料球的基体石墨材料必须在燃料球工作温度下抵抗微量杂质的氧化，特别是水的氧化。所以燃料元件对抗氧化性能有严格控制指标。

本申请的发明人已经授权的发明专利(ZL 201210228146.2)提供了一种检测球形燃料元件基体石墨球抗氧化性能专用设备，现有设备存在以下缺点：

(1)与热扩散炉配合使用，水蒸气含量不能随温度气流量变化实现自动化控制；

(2)只能测量实验前后水的绝对量，不能实时监测水蒸气含量及失水量；

(3)不能通过精确计算调整工艺参数，需要通过多次实验调试。

发明内容

本发明的目的是在于提供一种水气腐蚀一体化系统，以克服上述现有技术的不足。其能够精确控制气体流量、炉温、水蒸气含量等关键因素，实现了自动化一体化水气腐蚀系统，并能实时监测各工艺参数，以及各组件运行状态，提高了球形燃料元件基体石墨球水蒸气腐蚀检测实验的精确性和自动化程度。

本发明的水气腐蚀一体化系统包括控制系统、气路系统、称量系统、恒流系统、汽化系统、水蒸气含量监测系统、热扩散炉；

所述控制系统包括多个触摸屏，每个所述触摸屏能独立控制每套管路，并能实时显示所述热扩散炉温度、气体流量、水失重量、出水流速、所述汽化系统的温度、水蒸气含量、水蒸气气路温度，以及设备状态异常报警；

所述气路系统与所述控制系统、所述汽化系统、所述热扩散炉相连，用于向所述热扩散炉通入一定流量的保护气体和工作气体；所述气路系统中的工作气体依次经过所述汽化系统和水蒸气含量监测系统后，载带一定百分含量的水蒸气进入所述热扩散炉；所述气路系统还配备气路保温装置，所述气路保温装置包括温控器和加热带，保证气路温度恒定且可调，水蒸气在管路中不冷凝；

所述称量系统与所述控制系统、所述恒流系统相连，用于向恒流系统提供水源；所述称量系统包括液体容器和精密天平，在所述触摸屏上在线显示水的失重量，所述液体容器与所述恒流系统的管路相连，并实时监测走水量；所述称量系统的液体容器为密闭设计，上方由出液管连接到所述恒流系统；所述恒流系统用于从所述称量系统中持续抽取一定量的液体，并控制水的流速，使水以恒定的流速输送到所述汽化系统，在所述恒流系统的末端设有出液管，与所述汽化系统连接；

所述汽化系统与所述气路系统和所述恒流系统相连，包括汽化腔和加热装置，在所述汽化腔内工作气体与水蒸气充分混合后，向所述热扩散炉中通入定量的低浓度的水/气混合气；所述汽化腔为金属密闭腔体，包括进气口和进液口，以及混合气出口；所述汽化系统的加热装置可以是缠绕在汽化腔的发热带、发热体或发热丝，通过控温器控制加热温度；