燃料芯块真空干燥炉的研制与应用
发布时间：2022-01-10 16:35
燃料芯块真空干燥炉设备的研制是国家核燃料元件制造领域的一个重大科研项目,目的是在对核电技术知识消化吸收的基础上,研制出一台真空干燥设备,实现核电技术关键设备的国产化,提高核电技术自主化水平。该设备的研制过程主要分为硬件系统研制和软件系统研制两大部分。硬件研制主要包括真空系统的研制、炉体的研制、强制冷却系统的研制、冷却水系统的研制、加热系统的研制、气体集散系统的研制。软件研制主要指电气控制系统研制,包括工艺监控系统的研制、炉温控制系统的研制、过程控制系统的研制、记录系统的研制和安全警报系统的研制。本文根据设备主要技术性能参数对硬件系统和软件系统进行设计与研究（难点在于真空腔室密封性和真空度的控制、传动装置结构的设计、加热系统均温性的保证、风机的选型等）,确定了最优设计方案,成功的完成了燃料芯块真空干燥设备的研制,并通过了设备PLC鉴定及设备合格性鉴定。最后基于该设备,完成了燃料芯块干燥工艺的研究,确定了较优工艺参数组合,充分的验证了设备的稳定性和可靠性。面对国内高速发展的核电趋势,本课题的研究为我国燃料芯块干燥工艺提供了技术先进、经济的干燥设备,大大的降低了设备采购的成本,提高了燃料芯块...
【文章来源】：湖南大学湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１燃料元件制造工艺流程图??涂覆燃料芯块是指二氧化铀芯块经过溅射涂覆处理（处理后称为涂覆燃料芯??
????（３）抽空加热阶段：高真空加热，目的是取出水汽。??（４）强制冷却阶段：指芯块加热完成之后，通过回填氦气的方式进行降温。??等炉膛温度降到１００度以下时，关闭回填阀、风机，整个工艺才算结束。整个工??艺结束后，需使用手动充氦按钮，将炉膛充气至当地大气压。??２．１．２真空干燥工艺流程分析??本设备是针对燃料芯块进行干燥，由于燃料芯块的特殊性，属于在高温下易??氧化的物料，在千燥的过程中要保证挥发的气体要很快的被抽走，不能有二次污??染物品的现象，同时在非真空环境下进行干燥容易导致芯块出现氧化的现象，所??以真空干燥是通用的干燥模式，真空干燥热处理几乎可以满足全部的热处理工艺??要求，随其应用的广泛技术性能也在不断的提高％。芯块干燥工艺流程如图２．１??所示。本文针对的燃料芯块干燥实验主要参数有真空度，加热温度和加热时间。??真空度主耍用于控制芯块氧化，加热温度和加热吋间主要用于控制干燥后氢含量??水平。??
?因此在真空系统的使用过程中要求配有工作压力为ｌｘｌ（Ｔ２帕左右的前级泵。根据??图３．１可以看出优先选择滑阀泵。在抽压的过程中，分子泵对启动的要求比较高，??当炉体达到分子泵的要求时，而管道里面的真空度可能达不到真空度的？要求所以??可能导致分子泵无法正常工作的现象，因此我们将直联机械泵作为维持泵与分子??泵组成２级抽气系统。其中滑阀泵与分子泵图片如图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???液环系????????谓阀泵????罗茨泵???爪形泵?????涡金????调轮分子泵???液体＾射聚■???蒸汽喷射泵??ＩＩ?１１?１?Ｉ?１１?１１?Ｉ?１?Ｉ?１??图３．１各种真空泵的工作压力范围??ｉ：麵??ａ）滑阀泵?ｂ）分子泵??图３．２滑阀泵与分子泵??３．１．３真空系统详细设计??根据主要技术性能参数的要求和真空泵的选择，最后选定滑阀泵作为低真空??机械泵，选定分子泵作为主真空泵、机械泵作为维持泵。??真空室采用的筒形结构，受外界压迫时强度大，具有较强的稳定性。根据真??１３??
【参考文献】：
期刊论文
[1]信息化管理系统在AP1000核燃料制造中的应用[J]. 纪雪舟,王文涛. 计算机与网络. 2015(09)
[2]浅谈闭式循环冷却水系统设计[J]. 王靖,陈文涛. 天津化工. 2015(01)
[3]中频电炉冷却水系统维护、保养[J]. 吴宏宇. 科技风. 2014(04)
[4]褐煤干燥技术研究进展[J]. 刘志强,樊孝华. 应用能源技术. 2013(08)
[5]建立固定床多级薄层热风干燥通用模型及应用[J]. 李玉刚,王进军,邹亮,岳金彩. 计算机与应用化学. 2010(03)
[6]第3代核电技术AP1000核岛技术分析[J]. 黄来,张建玲,彭敏,程贵兵,王伯春,徐湘沪. 湖南电力. 2009(04)
[7]真空热处理炉控制系统设计[J]. 张远岐,刘宏. 沈阳航空工业学院学报. 2009(04)
[8]大型真空电阻炉的研制[J]. 曹彦祥. 真空. 2008(03)
[9]大型铝合金钎焊炉的研制[J]. 兀汉孝. 工业加热. 2006(05)
[10]近三十年来我国干燥技术的发展概况[J]. 王喜忠,萧成基. 干燥技术与设备. 2005(04)
博士论文
[1]含钆二氧化铀芯块制备及工业化应用研究[D]. 杨晓东.重庆大学 2008
硕士论文
[1]真空电阻炉隔热屏的设计与热分析[D]. 许国贤.武汉理工大学 2012
[2]ABO3型钙钛矿结构复合氧化物的制备及性能表征[D]. 王斌.江南大学 2011
[3]精密零件清洗工艺研究及设备研制[D]. 张石磊.大连理工大学 2008
[4]真空自蔓延高温合成炉的研制[D]. 黄永德.兰州理工大学 2004
本文编号：3581030
【文章来源】：湖南大学湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１燃料元件制造工艺流程图??涂覆燃料芯块是指二氧化铀芯块经过溅射涂覆处理（处理后称为涂覆燃料芯??
????（３）抽空加热阶段：高真空加热，目的是取出水汽。??（４）强制冷却阶段：指芯块加热完成之后，通过回填氦气的方式进行降温。??等炉膛温度降到１００度以下时，关闭回填阀、风机，整个工艺才算结束。整个工??艺结束后，需使用手动充氦按钮，将炉膛充气至当地大气压。??２．１．２真空干燥工艺流程分析??本设备是针对燃料芯块进行干燥，由于燃料芯块的特殊性，属于在高温下易??氧化的物料，在千燥的过程中要保证挥发的气体要很快的被抽走，不能有二次污??染物品的现象，同时在非真空环境下进行干燥容易导致芯块出现氧化的现象，所??以真空干燥是通用的干燥模式，真空干燥热处理几乎可以满足全部的热处理工艺??要求，随其应用的广泛技术性能也在不断的提高％。芯块干燥工艺流程如图２．１??所示。本文针对的燃料芯块干燥实验主要参数有真空度，加热温度和加热时间。??真空度主耍用于控制芯块氧化，加热温度和加热吋间主要用于控制干燥后氢含量??水平。??
?因此在真空系统的使用过程中要求配有工作压力为ｌｘｌ（Ｔ２帕左右的前级泵。根据??图３．１可以看出优先选择滑阀泵。在抽压的过程中，分子泵对启动的要求比较高，??当炉体达到分子泵的要求时，而管道里面的真空度可能达不到真空度的？要求所以??可能导致分子泵无法正常工作的现象，因此我们将直联机械泵作为维持泵与分子??泵组成２级抽气系统。其中滑阀泵与分子泵图片如图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???液环系????????谓阀泵????罗茨泵???爪形泵?????涡金????调轮分子泵???液体＾射聚■???蒸汽喷射泵??ＩＩ?１１?１?Ｉ?１１?１１?Ｉ?１?Ｉ?１??图３．１各种真空泵的工作压力范围??ｉ：麵??ａ）滑阀泵?ｂ）分子泵??图３．２滑阀泵与分子泵??３．１．３真空系统详细设计??根据主要技术性能参数的要求和真空泵的选择，最后选定滑阀泵作为低真空??机械泵，选定分子泵作为主真空泵、机械泵作为维持泵。??真空室采用的筒形结构，受外界压迫时强度大，具有较强的稳定性。根据真??１３??
【参考文献】：
期刊论文
[1]信息化管理系统在AP1000核燃料制造中的应用[J]. 纪雪舟,王文涛. 计算机与网络. 2015(09)
[2]浅谈闭式循环冷却水系统设计[J]. 王靖,陈文涛. 天津化工. 2015(01)
[3]中频电炉冷却水系统维护、保养[J]. 吴宏宇. 科技风. 2014(04)
[4]褐煤干燥技术研究进展[J]. 刘志强,樊孝华. 应用能源技术. 2013(08)
[5]建立固定床多级薄层热风干燥通用模型及应用[J]. 李玉刚,王进军,邹亮,岳金彩. 计算机与应用化学. 2010(03)
[6]第3代核电技术AP1000核岛技术分析[J]. 黄来,张建玲,彭敏,程贵兵,王伯春,徐湘沪. 湖南电力. 2009(04)
[7]真空热处理炉控制系统设计[J]. 张远岐,刘宏. 沈阳航空工业学院学报. 2009(04)
[8]大型真空电阻炉的研制[J]. 曹彦祥. 真空. 2008(03)
[9]大型铝合金钎焊炉的研制[J]. 兀汉孝. 工业加热. 2006(05)
[10]近三十年来我国干燥技术的发展概况[J]. 王喜忠,萧成基. 干燥技术与设备. 2005(04)
博士论文
[1]含钆二氧化铀芯块制备及工业化应用研究[D]. 杨晓东.重庆大学 2008
硕士论文
[1]真空电阻炉隔热屏的设计与热分析[D]. 许国贤.武汉理工大学 2012
[2]ABO3型钙钛矿结构复合氧化物的制备及性能表征[D]. 王斌.江南大学 2011
[3]精密零件清洗工艺研究及设备研制[D]. 张石磊.大连理工大学 2008
[4]真空自蔓延高温合成炉的研制[D]. 黄永德.兰州理工大学 2004
本文编号：3581030
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/hkxlw/3581030.html
