發(fā)布時間：2022-01-10 16:35

　　燃料芯塊真空干燥爐設備的研制是國家核燃料元件制造領域的一個重大科研項目,目的是在對核電技術知識消化吸收的基礎上,研制出一臺真空干燥設備,實現(xiàn)核電技術關鍵設備的國產(chǎn)化,提高核電技術自主化水平。該設備的研制過程主要分為硬件系統(tǒng)研制和軟件系統(tǒng)研制兩大部分。硬件研制主要包括真空系統(tǒng)的研制、爐體的研制、強制冷卻系統(tǒng)的研制、冷卻水系統(tǒng)的研制、加熱系統(tǒng)的研制、氣體集散系統(tǒng)的研制。軟件研制主要指電氣控制系統(tǒng)研制,包括工藝監(jiān)控系統(tǒng)的研制、爐溫控制系統(tǒng)的研制、過程控制系統(tǒng)的研制、記錄系統(tǒng)的研制和安全警報系統(tǒng)的研制。本文根據(jù)設備主要技術性能參數(shù)對硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)進行設計與研究（難點在于真空腔室密封性和真空度的控制、傳動裝置結構的設計、加熱系統(tǒng)均溫性的保證、風機的選型等）,確定了最優(yōu)設計方案,成功的完成了燃料芯塊真空干燥設備的研制,并通過了設備PLC鑒定及設備合格性鑒定。最后基于該設備,完成了燃料芯塊干燥工藝的研究,確定了較優(yōu)工藝參數(shù)組合,充分的驗證了設備的穩(wěn)定性和可靠性。面對國內(nèi)高速發(fā)展的核電趨勢,本課題的研究為我國燃料芯塊干燥工藝提供了技術先進、經(jīng)濟的干燥設備,大大的降低了設備采購的成本,提高了燃料芯塊... 

【文章來源】：湖南大學湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１燃料元件制造工藝流程圖??涂覆燃料芯塊是指二氧化鈾芯塊經(jīng)過濺射涂覆處理（處理后稱為涂覆燃料芯??

????（３）抽空加熱階段：高真空加熱，目的是取出水汽。??（４）強制冷卻階段：指芯塊加熱完成之后，通過回填氦氣的方式進行降溫。??等爐膛溫度降到１００度以下時，關閉回填閥、風機，整個工藝才算結束。整個工??藝結束后，需使用手動充氦按鈕，將爐膛充氣至當?shù)卮髿鈮骸??２．１．２真空干燥工藝流程分析??本設備是針對燃料芯塊進行干燥，由于燃料芯塊的特殊性，屬于在高溫下易??氧化的物料，在千燥的過程中要保證揮發(fā)的氣體要很快的被抽走，不能有二次污??染物品的現(xiàn)象，同時在非真空環(huán)境下進行干燥容易導致芯塊出現(xiàn)氧化的現(xiàn)象，所??以真空干燥是通用的干燥模式，真空干燥熱處理幾乎可以滿足全部的熱處理工藝??要求，隨其應用的廣泛技術性能也在不斷的提高％。芯塊干燥工藝流程如圖２．１??所示。本文針對的燃料芯塊干燥實驗主要參數(shù)有真空度，加熱溫度和加熱時間。??真空度主耍用于控制芯塊氧化，加熱溫度和加熱吋間主要用于控制干燥后氫含量??水平。??

?因此在真空系統(tǒng)的使用過程中要求配有工作壓力為ｌｘｌ（Ｔ２帕左右的前級泵。根據(jù)??圖３．１可以看出優(yōu)先選擇滑閥泵。在抽壓的過程中，分子泵對啟動的要求比較高，??當爐體達到分子泵的要求時，而管道里面的真空度可能達不到真空度的？要求所以??可能導致分子泵無法正常工作的現(xiàn)象，因此我們將直聯(lián)機械泵作為維持泵與分子??泵組成２級抽氣系統(tǒng)。其中滑閥泵與分子泵圖片如圖３．２所示。??超高真空?高真空?中真空?低真空??＜１０￣５Ｐｑ?１０—５＾１０—?ＩＯ＾－ＩＯ＾Ｐｑ?１０ｇ￣１０＾Ｐａ??活＿衆(zhòng)???液環(huán)系????????謂閥泵????羅茨泵???爪形泵?????渦金????調(diào)輪分子泵???液體＾射聚■???蒸汽噴射泵??ＩＩ?１１?１?Ｉ?１１?１１?Ｉ?１?Ｉ?１??圖３．１各種真空泵的工作壓力范圍??ｉ：麵??ａ）滑閥泵?ｂ）分子泵??圖３．２滑閥泵與分子泵??３．１．３真空系統(tǒng)詳細設計??根據(jù)主要技術性能參數(shù)的要求和真空泵的選擇，最后選定滑閥泵作為低真空??機械泵，選定分子泵作為主真空泵、機械泵作為維持泵。??真空室采用的筒形結構，受外界壓迫時強度大，具有較強的穩(wěn)定性。根據(jù)真??１３??

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
[1]真空電阻爐隔熱屏的設計與熱分析[D]. 許國賢.武漢理工大學 2012
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[3]精密零件清洗工藝研究及設備研制[D]. 張石磊.大連理工大學 2008
[4]真空自蔓延高溫合成爐的研制[D]. 黃永德.蘭州理工大學 2004



本文編號：3581030