[发明专利]高温铅铋熔体中自动化控氧/腐蚀装置及方法

摘要

本发明属于核科学高温铅铋熔体中控氧/腐蚀装置领域，涉及一种高温铅铋熔体中自动化控氧/腐蚀装置及方法。一种高温铅铋熔体中自动化控氧/腐蚀装置，其特征在于包括有储料罐，在储料罐上设有真空系统、温控系统、冷却系统、氧浓度控制系统、样品腐蚀实验系统以及自动化控制与数据处理系统。本发明的优点是真空系统可以获得1×10^‑2Pa的真空度，配合上盖的进气管路，利用高纯Ar气进行反复冲洗罐体，可以有效减轻铅铋在装置运行前期与停机阶段的氧化。上盖结构设计了水冷套，下方设计多层隔热板，结合冷却系统，有效减轻了高温铅铋对上盖的热传导与热辐射，保证了铅铋熔体在650℃高温运行时，上盖部件正常工作在安全范围内。

主权项

1.一种高温铅铋熔体中自动化控氧/腐蚀装置，其特征在于包括有储料罐，在储料罐上设有真空系统、温控系统、冷却系统、氧浓度控制系统、样品腐蚀实验系统以及自动化控制与数据处理系统；所述的储料罐为柱形真空密封容器，在罐体上设有上盖，上盖和罐体之间设有密封圈，在罐体的侧部设有管式马弗炉外加热器，炉体外侧包覆隔热材料，在加热器温度持续在1200℃时外壳温度在40℃以下；在罐体的底部设有耐高温泄流阀；所述的真空系统由真空级联泵组通过真空抽气通道、电阻规真空测量元件和粗抽角阀与储料罐的上盖联接；储料罐中的真空度最高可达到1.0×10^‑2Pa；温控系统在上盖上设有铅铋主控温度热电偶及铅铋主控温度热电偶电动升降组件，采用第一波纹管进行电动升降，升降组件配有第一备标尺和第一上限位器、第一下限位器；升降行程为0‑215mm；冷却系统的循环式水冷机出水口连接至1#氧探头、2#氧探头、搅拌器的磁力传动轴以及罐体上盖的水冷套进行冷却，经回水口进入水冷机的水槽，水槽内的水温为5‑35℃；在水冷机的出水口管路上设有水流量保护开关，其流量信号反馈到计算机，当冷却水流量≤20L/min时，输出报警信号，计算机将通过软件自动切断加热器电源，停止加热，并升起氧探头和搅拌器至上限位处，起到保护作用；所述的氧浓度控制系统还包括有在上盖上设有1#氧探头及氧探头电动升降组件、2#氧探头及氧探头电动升降组件；1#氧探头采用第二波纹管进行电动升降，升降组件由第二备标尺和第二上限位器、第二下限位器组成，确定1#氧探头位置并控制行程范围，升降行程为0‑160mm；2#氧探头采用第三波纹管进行电动升降，升降组件由第三备标尺和第三上限位器、第三下限位器组成，确定2#氧探头位置并控制行程范围，升降行程为0‑160mm；所述的自动化控制与数据处理系统为连接储料罐、真空系统、温控系统、冷却系统、氧浓度控制系统以及样品腐蚀实验系统的计算机及软件，以实现对各系统软硬件的控制，数据的采集、记录、保存、处理与分析，自动执行程序化的实验过程，跟踪记录控制动作与事件顺序，监测安全、故障及输出报警，并生成系统日志和数据报表；与铅铋熔体接触的部件，包括罐体、搅拌器、磁力传动轴、搅拌器叶片、喷嘴、样品架，以及铅铋主控温度热电偶外壳、1#氧探头套管、2#氧探头套管，采用316L不锈钢材料。