[发明专利]方波驱动磁力提升装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种应用于加速器驱动次临界系统(ADS,Accelerator Driven Subcritical System)中的颗粒材料输运设备技术领域，尤其是涉及一种方波驱动磁力提升装置。

背景技术

核能在解决世界能源短缺问题的同时，也使核安全，放射性废料处理成为国际焦点。加速器驱动次临界系统(ADS,Accelerator Driven Subcritical System)有望实现将高放射性和长寿命核废料变成短寿命元素或者稳定元素。针对ADS嬗变系统对靶材的要求提出钨铁镍合金颗粒靶方案，使之同时具备目前国内外研究的固态靶和液态靶的优点。为了实现颗粒靶在ADS靶系统中的输运，考虑先将颗粒靶提升，然后靶材靠重力自由下落，连续通过靶区，接受高能质子束辐照，产生中子，用于堆芯核嬗变反应。辐照后的靶材经过筛选系统和换热系统继续被提升，从而实现颗粒流靶的循环利用。

借鉴工业经验，颗粒靶输运系统首先考虑机械提升方式。但ADS靶材处于高温、强放射性的运行环境，使传统机械提升在ADS靶系统中的运用受到限制：(1)传统提升机往往需要较为复杂的传动装置，颗粒靶在和复杂的传动装置反复接触和摩擦会磨损，损坏或卡住传动装置；(2)保证轴承、传动部件的轴孔和减速器内有足够的润滑油，需要经常检查；(3)ADS靶系统处在高温和辐射的环境中，给维修和维护带来很大的困难，而传统的机械提升机往往故障率较高。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足提供一种方波驱动磁力提升装置。从而有效解决现有技术中的问题。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：所述的方波驱动磁力提升装置，其特点是包括支撑机构，所述的支撑机构上设置有固定支架，固定支架内安装有由多个螺线管按照提升的方向组成的螺线管阵列，所述的螺线管包括用于绕制螺线管的方铜线，方铜线外围设置有铁轭，铁轭上设置有固定端板，固定端板上设置有接电端子和用来通水散热的冷却水嘴，固定端板上还设置有固定螺孔，所述的螺线管阵列通过固定端板与固定支架相连，固定支架的下端连接有颗粒注入机构，颗粒注入机构与输送管道相连，螺线管阵列提升颗粒注入机构中的靶材，靶材在输送管道中输运，通过固定支架上端的流孔，靶材在流孔与输送管道之间的打靶区接受质子束轰击，经过靶材散热回到颗粒注入机构，所述的接电端子与电源和控制器相连。

所述的多个螺线管在装配成螺线管阵列时相邻两个螺线管相隔5°装配使螺线管阵列的引出端口的螺线管与提升的竖直方向有40°-180°的偏转，从而将颗粒靶引出到外部管道，实现颗粒靶的循环提升。

所述的支撑机构和固定支架采用非磁性不锈钢材料。

所述的铁轭采用半包式铁轭结构，铁轭采用硅钢片叠压组成以减小涡流损耗。

所述的方铜线的参数根据螺线管的功率，工作环境所提供的水压，线圈所能接受的温升等确定。所述的冷却水嘴根据螺线管所选用的线规来确定，与集流管相连接形成冷却回路，保证螺线管连续运行时的散热。所述的输送管道，尤其是位于螺线管内的输送管道，由于螺线管所加的是脉冲电流，并且颗粒与管道的磨损比较严重，所以采用叠片非磁性耐磨管道，来减少涡流和摩擦力。所述的颗粒注入机构为螺线管阵列所提升的颗粒储存区。提升时，螺线管阵列对磁性颗粒的电磁力存在有效的作用范围。这个有效范围根据螺线管端部磁场对颗粒的电磁力作用来确定。所述的流孔根据质子束打靶所需的靶材量，选择不同孔径的流孔。

所述的电源和控制器控制调节每个螺线管的加、断电时间，对螺线管工作的占空比的调节，从而对方波脉冲相关参数的调节,其控制流程为：电源上电，进入通信检测，如果此时检测到下载程序命令，则进入程序下载模式，等待上位机控制；如果未检测到下载程序命令，电源进入状态检测；状态检测通过后，第一个电源进行编号，其它电源等待；编号完成后各自电源读取相应编号的电流、时间配置，等待脉冲发生命令；此时，电源配置完成，发出脉冲命令，电源给螺线管加电，螺线管处于工作状态。电源的具体工作过程为：1#电源接到发送脉冲命令后，自身进行输出，同时1#电源通过RS232与2#和3#电源建立通信并发送使2#和3#电源输出的命令，2#和3#电源通过RS232接收到1#发送的输出命令后传送给单片机进行处理，单片机处理后控制达林顿管的驱动系统进行输出，当1#输出完毕后单片机控制关闭达林顿管驱动系统，打开线圈能量释放系统，并通过RS232与4#建立通信并发送输出命令。以此类推，控制电源加电时序。