核燃料在反應(yīng)后會殘留下具有放射性的廢料，這種放射性無法用物理或者化學(xué)方法將其消除，只能依靠自身的衰變，而這些放射性核素的半衰期往往長達(dá)幾萬年甚至幾十萬年。使用冷坩堝對核廢料進(jìn)行固化處理，將固化體深埋可以防止核廢料對環(huán)境的危害。因此，研究冷坩堝固化工藝對核廢料安全處置有著重要意義。建立了冷感坩堝電磁場3-D有限元模型，計(jì)算結(jié)果表明：在空載條件下線圈中間高度位置磁場強(qiáng)度最大，隨著高度變化向兩端遞減。在開縫截止區(qū)域由于電流疊加效應(yīng)磁場強(qiáng)度有突變。對比坩堝A與坩堝B兩種不同結(jié)構(gòu)坩堝內(nèi)磁場強(qiáng)度，坩堝A的磁場強(qiáng)度明顯大于坩堝壁。電流從500A增加到1500A，磁場強(qiáng)度增強(qiáng)。頻率由50kHz升高到200kHz磁場強(qiáng)度降低，但是在開縫處以及坩堝中心不明顯。電流頻率的增大可以提高冷坩堝的加熱效率，在200kHz時(shí)可以提高到40%。依據(jù)磁場計(jì)算結(jié)果結(jié)合本課題組已有的研究成果，參考國外文獻(xiàn)及專利，并根據(jù)玻璃固化的高放射性的工作環(huán)境設(shè)計(jì)出可以自由控制開始與停止卸料的水冷滑閥結(jié)構(gòu)。結(jié)合工藝要求與電磁場分布規(guī)律，設(shè)計(jì)坩堝壁由Φ16mm的不銹鋼管圍成的內(nèi)徑330mm，高度為500mm，有效容積為30L的冷坩堝。并設(shè)... 

【文章頁數(shù)】：86 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 核廢料處理的發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.1 核廢料的分類及特征
        1.2.2 核廢料處置方法
        1.2.3 核廢料固化基材研究現(xiàn)狀
        1.2.4 核廢料玻璃固化設(shè)備
    1.3 冷坩堝技術(shù)技術(shù)研究現(xiàn)狀
        1.3.1 冷坩堝工作原理
        1.3.2 冷坩堝技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
    1.4 有限元數(shù)值模擬概述
        1.4.1 電磁場有限元發(fā)展現(xiàn)狀
        1.4.2 感應(yīng)加熱數(shù)值計(jì)算發(fā)展現(xiàn)狀
        1.4.3 有限元在冷坩堝中的應(yīng)用
    1.5 課題主要研究內(nèi)容
第2章 玻璃固化冷坩堝磁場數(shù)值模擬
    2.1 引言
        2.1.1 ANSYS 有限元軟件簡介
        2.1.2 電磁場計(jì)算特點(diǎn)
    2.2 電磁計(jì)算理論基礎(chǔ)
        2.2.1 麥克斯韋方程組
        2.2.2 電磁場邊界條件
    2.3 玻璃固化冷坩堝物理模型建立
        2.3.1 冷坩堝三維造型及簡化
        2.3.2 材料屬性及網(wǎng)格劃分
    2.4 玻璃固化冷坩堝電磁場分布
        2.4.1 空載條件下冷坩堝內(nèi)磁場分析
        2.4.2 玻璃熔體內(nèi)電磁場分析
    2.5 電源參數(shù)對加熱功率的影響
    2.6 本章小結(jié)
第3章 玻璃固化用冷坩堝系統(tǒng)設(shè)計(jì)
    3.1 引言
    3.2 冷坩堝工藝影響因素
        3.2.1 冷坩堝結(jié)構(gòu)影響
        3.2.2 電源參數(shù)影響
    3.3 冷坩堝設(shè)計(jì)要求
    3.4 冷坩堝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    3.5 本章小結(jié)
第4章 玻璃固化冷坩堝溫度場數(shù)值計(jì)算
    4.1 引言
    4.2 硼硅酸鹽玻璃性質(zhì)參數(shù)
    4.3 數(shù)值計(jì)算模型建立
        4.3.1 物理模型及網(wǎng)格剖分
        4.3.2 磁-熱耦合場計(jì)算方案
    4.4 玻璃固化冷坩堝溫度場計(jì)算分析
        4.4.1 不同位置溫度隨時(shí)間變化
        4.4.2 電流強(qiáng)度對溫度場影響
        4.4.3 電流頻率對溫度場的影響
    4.5 本章小結(jié)
第5章 玻璃固化冷坩堝流場數(shù)值計(jì)算
    5.1 引言
    5.2 流動場理論基礎(chǔ)
    5.3 磁-流耦合分析處理
    5.4 冷坩堝玻璃熔體流動場計(jì)算分析
        5.4.1 玻璃熔體內(nèi)電磁力分布
        5.4.2 不同電流載荷條件下流動場規(guī)律
        5.4.3 不同頻率條件下流動場規(guī)律
    5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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