[发明专利]一种冷坩埚结构以及应用该结构的熔融物实验装置

说明书

本发明公开了一种冷坩埚结构以及应用该结构的熔融物实验装置，包括：置物仓、循环仓、安置架和排液装置；所述循环仓设置在所述安置架上，所述置物仓设置在所述循环仓上，所述排液装置设置在所述置物仓内并贯穿所述循环仓，所述安置架上设置有辅助装置，所述辅助装置可辅助所述排液装置的开启和关闭。在使用坩埚进行熔融的时候，首先将待熔融物放入置物仓内，置物仓可以将待熔融物进行熔融，在取用熔融物的时候可以通过排液装置进行熔融物的排放取用，循环仓可以给置物仓提供冷却用的循环水，从而提高冷却效率，安置架和循环仓采用分离式设计可以便于维护和清理。

技术领域

本发明涉及冷坩埚技术领域，更具体地说，本发明涉及一种冷坩埚结构以及应用该结构的熔融物实验装置。

背景技术

将核废料固定在稳定基材内以阻止放射性核素迁移，之后再经深地质处置是当前国际普遍接受的方案，而固化处理被认为是最终处置的第一道重要工序。核废料固定中，玻璃固化是最常见的固化手段之一，玻璃固化是将基础玻璃组分与一定废物包容量的核废料混合，高温熔制形成玻璃液后，注入贮存容器中制备出稳定的玻璃固化体，从而将放射性核素禁锢于玻璃固化体内，满足防止核素迁移的要求。

高放射性废物玻璃固化技术的工程化应用已经有40多年的历史，是目前核废料固化领域较为成熟的技术。冷坩埚技术是高放废物固化研究的新技术，有利于突破核废料安全贮存和处置，冷坩埚技术目前主要是国外有见应用，技术方面由于外国对我国实施的技术封锁，我国暂无此类技术在实际工程中应用，虽然学界偶有研究论文出现，但是其大都停留在理论阶段。其主要问题存在于冷坩埚在对熔融物的边界持续冷却效率低下，导致对形成的凝壳无法进行控制，形成凝壳之后可以防止熔融物外泄，但是对于熔融物的排放却存在问题，因为熔融物温度过高容易将排放口堵住，导致排放熔融物时存在概率性冷凝、堵死。

因此，有必要提出一种冷坩埚结构以及应用该结构的熔融物实验装置，以至少部分地解决现有技术中存在的问题。

发明内容

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

为至少部分地解决上述问题，本发明提供了一种冷坩埚结构以及应用该结构的熔融物实验装置，包括：置物仓、循环仓、安置架和排液装置；所述循环仓设置在所述安置架上，所述置物仓设置在所述循环仓上，所述排液装置设置在所述置物仓内并贯穿所述循环仓，所述安置架上设置有辅助装置，所述辅助装置可辅助所述排液装置的开启和关闭。

优选的是，所述置物仓包括若干个外铜管和若干个内铜管，所述内铜管设置在所述外铜管的内部，所述外铜管的顶部通过密封环进行密封，所述外铜管和所述内铜管的底部均与所述循环仓连通。

优选的是，所述循环仓内设置有分隔片，所述分隔片水平设置将所述循环仓分隔为进水仓和出水仓，所述进水仓位于所述出水仓的下方，所述进水仓上设置有进水管，所述出水仓上设置有出水管，所述内铜管的下端贯穿所述分隔片与所述进水仓连通，所述外铜管的下端与所述出水仓连通。

优选的是，所述排液装置包括封堵组件、防堵组件和冷凝仓；所述冷凝仓设置在所述置物仓的内底部并且贯穿所述循环仓，所述冷凝仓的外壁与所述外铜管的内壁连接；所述防堵组件贯穿所述冷凝仓的顶部和底部，所述封堵组件设置在所述防堵组件内，所述辅助装置与所述封堵组件活动连接。

优选的是，所述冷凝仓包括上水仓和下水仓；所述上水仓内设置有上水管，所述上水管贯穿所述下水仓，所述下水仓的底部设置有下水管。

优选的是，所述防堵组件包括加热管、阻燃管和冷凝管；所述加热管的外壁通过所述阻燃管与所述冷凝管的内壁连接，所述冷凝管贯穿所述冷凝仓，所述阻燃管内设置有若干个第一感应线圈，所述封堵组件设置在所述加热管的内壁上，所述加热管顶部的开口直径大于底部的开口直径，所述封堵组件内设置有金属环。