[发明专利]熔融物与冷却剂相互作用相关热工水力实验系统

摘要

本发明公开了一种熔融物与冷却剂相互作用相关热工水力实验系统，其包括实验不锈钢平台、高温炉系统、保护气系统、冷却系统、加热控制系统、实验水箱系统、高速摄像系统、升降台，其中：所述实验不锈钢平台分为上下两层，上层采用不锈钢板平铺，四周安装有不锈钢护栏，下层利用不锈钢板将四周焊接密封成一个较为密闭的空间，留两扇门用来进出，通过扶梯上下等。本发明可以实现最高2700℃的高温熔融物与冷却水的相互作用实验，有助于进行超高温反应现象的相关研究，在熔融金属与冷却剂相互作用的实验过程中，可以实现连续在线加料，有助于提高实验效率，也可以从不同角度同时对反应过程进行可视化观测，有助于对熔融金属与冷却剂相互作用的机理研究。

主权项

1.一种熔融物与冷却剂相互作用相关热工水力实验系统，其特征在于，其包括实验不锈钢平台、高温炉系统、保护气系统、冷却系统、加热控制系统、实验水箱系统、高速摄像系统、升降台，其中：/n所述实验不锈钢平台分为上下两层，上层采用不锈钢板平铺，四周安装有不锈钢护栏，下层利用不锈钢板将四周焊接密封成一个较为密闭的空间，留两扇门用来进出，通过扶梯上下；/n所述高温炉系统安装在实验不锈钢平台的上层，包括高温炉炉体、炉盖、充气入口、石墨坩埚、悬臂、转轴、支撑套、液压顶杆、保温层、感应密封装置、感应线圈、释放阀口、冷却水进口、电机、石墨杆驱动装置，可实现对金属球的加热和坩埚内的控温，并用于金属熔融物的释放，还实现连续加料；高温炉炉体和炉盖一起构成高温炉的外围，悬臂、转轴、支撑套、液压顶杆连接了高温炉炉体和炉盖，也可以在实验结束后通过液压顶杆开启炉盖；在高温炉的底部有一个冷却水入口，冷却水通过该冷却水入口注入高温炉进行冷却，类似的，在炉盖的上有一个充气入口，保护气通过该充气入口注入到高温炉里进行压力保护；在高温炉内部有一个石墨坩埚，金属燃料球就装载在坩埚里进行加热，坩埚的外围是保温层可实现高温保护，在坩埚外表面装有感应线圈和感应密封装置一起作用于高温炉的加热系统控制；当融化的金属球通过坩埚底部的通道流到释放阀门，阀门开启后，熔融物下流至水箱，便进行观测；在炉盖上部的电机和石墨杆驱动装置联合作用，实现连续加料；/n所述保护气系统包括真空泵和氩气供应系统；真空泵用于将高温炉炉体内抽真空，氩气供应系统实现往高温炉炉体内注入氩气保护；/n所述冷却系统包括冷却塔、储水箱，冷却水从高温炉炉体底部注入，对高温炉炉体进行有效冷却，再流出流回冷却塔内，形成一个水环路，其中冷却水的额定压力为0.2Mpa，进水温度低于25℃；储水箱提供整个实验台架所需的冷却水，并且回收从高温炉炉体流出经冷却塔冷却后的水；/n所述加热控制系统主要包括变压器、控制柜，其中变压器实现压力从200V升至380V，控制柜和其他装置联合控制实验的金属物料加热功率，物料的放料、驱动机构的提升，以及泵的开关；变压器、冷却塔、真空泵、氩气供应系统都与高温炉炉体连接；变压器还与控制柜连接；/n所述实验水箱系统包括一个四面都装有可视窗的实验水箱、四个热电偶、八个压力传感器、加热器，其中加热器安装在实验水箱的底部，对水进行加热作用；热电偶安装在水箱的一个侧面上，四个等距离分布；压力传感器装在水箱的两个侧面上，每侧等距布置四个，一共八个压力传感器；/n所述高速摄像系统包括两台高速摄像机、四台影视镝灯以及其他相应的记录设备、保护设备，其中两台高速摄影机对着实验水箱的两个视窗，四台镝灯布置在实验水箱的四侧，另一台普通DV记录全景；/n所述升降台安装在一块地板上，实验水箱安装在升降台的上部，水箱上部对准高温炉炉体的释放口，通过升降台来改变实验水箱的高度，引入实验的变量之一。/n