[发明专利]一种液态环境下多流速动态腐蚀实验装置及实验方法

说明书

本发明提供了一种液态环境下多流速动态腐蚀实验装置及实验方法，涉及核科学与工程技术领域，通过对称旋转桨片与腐蚀釜内的固定轴转动连接；电磁驱动系统设置在腐蚀釜的周向外围，并形成交变磁场；电磁驱动系统与对称旋转桨片电磁耦合；待测试样定位设在腐蚀釜周向侧壁上；腐蚀釜和电磁驱动系统定位设在隔离箱内。本发明通过电磁驱动系统与对称旋转桨片电磁耦合，以实现驱动对称旋转桨片在腐蚀釜转动；通过对腐蚀釜内对称旋转桨片的非接触式驱动，可有效提高腐蚀釜的安装密封性，大大减少出现腐蚀腔室出现漏气情况。本发明设计巧妙，结构更加可靠，经济实用，可助力材料的腐蚀性能研究，具有很好的应用前景。

技术领域

本发明涉及核科学与工程技术领域，具体涉及一种液态环境下多流速动态腐蚀实验装置及实验方法。

背景技术

目前，核材料在液态腐蚀研究中，因实验堆数量有限、实验预约困难、经济代价高等因素，导致大量相关实验都只能止步于简单的液态静态腐蚀研究，导致材料在动态腐蚀工况下的实验数据不足，不利于反应堆用核材料的研发，这在一定程度上延缓了第四代先进核能的发展。

在堆外模拟材料在液态腐蚀剂环境中的腐蚀行为可以很大程度上减小经济成本，现有液态腐蚀实验装置大多采用电机作为动力方式，通过电机的转动轴带动旋转桨片转动来驱动液态腐蚀剂达到动态腐蚀的效果，但该驱动方式单一，并含有许多弊端：如高温环境下的液态腐蚀剂有少量会变成气态往进气管道上飘，当电机驱动时导致密封性难以得到有效控制，长期依靠转轴驱动桨片的方式无法保证良好的密闭性。因此，亟需一款高效、实用、能够很好模拟堆内工况的液态腐蚀装置。

发明内容

本发明的目的是提供一种液态环境下多流速动态腐蚀实验装置及实验方法，旨在解决现阶段液态腐蚀装置采用电机带动桨片旋转搅动，实验中电机转轴与腐蚀腔室容易出现漏气情况，密闭性不高的技术问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种液态环境下多流速动态腐蚀实验装置，包括腐蚀釜、对称旋转桨片和电磁驱动系统；

所述对称旋转桨片与所述腐蚀釜内的固定轴转动连接；

所述电磁驱动系统设在所述腐蚀釜的周向外围，并形成交变磁场；所述电磁驱动系统与所述对称旋转桨片电磁耦合，以实现所述对称旋转桨片对所述腐蚀釜内的腐蚀液的旋转驱动；

待测试样定位设在所述腐蚀釜周向侧壁上；所述腐蚀釜和电磁驱动系统定位设在隔离箱内。

本发明所述腐蚀釜为柱状中空箱体结构，且其底部设有进液孔及上表面设有内嵌式便携提钩；所述固定轴固定设在所述腐蚀釜的中心轴向位置处。

本发明所述腐蚀釜中设有多层同心圆隔板；所述同心圆隔板设在两相邻的所述对称旋转桨片之间，用于实现相邻的所述对称旋转桨片的隔离。

本发明所述对称旋转桨片为磁性材料制成；所述对称旋转桨片对称设置在所述固定轴两侧。

本发明还包括气体浓度测量与控制系统、进气系统、出气系统和多级恒温系统；所述进气系统和出气系统分别通过气体浓度测量与控制系统和多级恒温系统和与所述腐蚀釜连接，用于实现对气体浓度和温度的控制。

本发明还设有热电偶、温控表、换热器和加热电阻丝；所述热电偶设在所述腐蚀釜内，并通过所述温控表与所述多级恒温系统连接，用于所述腐蚀釜内的腐蚀液的温控；所述换热器设在所述电磁驱动系统的绝磁隔热材料上，并与所述多级恒温系统连接，用于实现对电磁驱动系统周围环境的热交换；所述加热电阻丝设在隔离壁中，并与所述多级恒温系统连接，用于实现控制腐蚀釜外的温度。

本发明所述电磁驱动系统沿腐蚀釜轴向层叠设置多个，并分别与所述对称旋转桨片一一对应设置。