[實(shí)用新型]一種高水平放射性廢物處置緩沖材料導(dǎo)熱性的實(shí)驗(yàn)裝置

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201020184701.2
• 申請(qǐng)日: 2010-05-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN201689068U
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-12-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉曉東;任廣元;陳泉水;陳慶春;朱國(guó)平;楊婷;辛育東;羅太安;鄭舉功
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 東華理工大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01N25/18
• 分類(lèi)號(hào): G01N25/18
• 代理公司: 南昌洪達(dá)專(zhuān)利事務(wù)所 36111
• 代理人: 劉凌峰

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種實(shí)驗(yàn)裝置，尤其涉及一種高水平放射性廢物處置緩沖材料導(dǎo)熱性的實(shí)驗(yàn)裝置。

背景技術(shù)

隨著核科學(xué)的發(fā)展與核技術(shù)的應(yīng)用，核工業(yè)所產(chǎn)生的高水平放射性廢物(簡(jiǎn)稱(chēng)高放廢物)處置問(wèn)題日益緊迫。為了核工業(yè)與人類(lèi)、自然的和諧發(fā)展，很多國(guó)家擬采取多重屏障的深地質(zhì)處置概念模型來(lái)最大限度降低高放廢物的危害性。由于膨潤(rùn)土具有良好的熱穩(wěn)定性、核素吸附性和極低的滲透性等性能，在這個(gè)模型中，許多國(guó)家選用膨潤(rùn)土作高放廢物地質(zhì)處置緩沖材料的基材，高放廢物不但放射性強(qiáng)度高、半衰期長(zhǎng)，同時(shí)放出大量的衰變熱，這些熱量是影響高放廢物處置庫(kù)，特別是人工屏障穩(wěn)定性與安全性的最主要因素。衰變熱將導(dǎo)致處置庫(kù)溫度升高，一般認(rèn)為最高可達(dá)100℃，這樣可能會(huì)影響緩沖材料結(jié)構(gòu)與性能的變化，所以必須對(duì)緩沖材料，即膨潤(rùn)土進(jìn)行熱傳導(dǎo)特性研究。國(guó)內(nèi)對(duì)膨潤(rùn)土熱性能的研究多僅限于導(dǎo)熱參數(shù)的測(cè)定，而很多國(guó)家已經(jīng)開(kāi)始高放廢物處置大比例尺寸的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)研究。為了研究高放廢物深地質(zhì)處置時(shí)膨潤(rùn)土壓實(shí)塊實(shí)地原位熱性能變化情況，促進(jìn)國(guó)內(nèi)高放廢物處置水平與國(guó)際接軌，設(shè)計(jì)并制作了這套模擬工程現(xiàn)場(chǎng)的膨潤(rùn)土熱傳導(dǎo)設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于提供了一種高水平放射性廢物處置緩沖材料導(dǎo)熱性的實(shí)驗(yàn)裝置，該裝置可以用于普通粘土、巖土的熱傳導(dǎo)性能的科學(xué)研究，而且用于熱傳導(dǎo)教學(xué)實(shí)驗(yàn)，由于其具有模擬實(shí)際工程現(xiàn)場(chǎng)的特點(diǎn)，有助于拓展學(xué)生的思維空間，激發(fā)創(chuàng)新熱情，充分挖掘設(shè)計(jì)潛能，使科研與教學(xué)緊密結(jié)合。

本實(shí)用新型是這樣來(lái)實(shí)現(xiàn)的，它包括雙層鋼筒、保溫隔熱材料、加熱筒、加熱棒、探頭熱電偶、膨潤(rùn)土、溫濕度傳感器、溫控箱、環(huán)境傳感器、溫濕度信號(hào)采集轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)據(jù)顯示監(jiān)控存儲(chǔ)器、不間斷電源，其特征是雙層鋼筒的筒壁中填充有保溫隔熱材料，雙層鋼筒的中間豎直插有加熱筒，加熱筒內(nèi)插有兩根加熱棒，加熱棒旁邊設(shè)有探頭熱電偶，加熱筒內(nèi)填充有鋁粉，加熱筒與雙層鋼筒之間的空腔內(nèi)填充有若干層膨潤(rùn)土，膨潤(rùn)土層與膨潤(rùn)土層之間設(shè)有若干個(gè)溫濕度傳感器，加熱棒和探頭熱電偶通過(guò)導(dǎo)線連接溫控箱，溫濕度傳感器和環(huán)境傳感器分別連接溫濕度信號(hào)采集轉(zhuǎn)換模塊，溫濕度信號(hào)采集轉(zhuǎn)換模塊連接數(shù)據(jù)顯示監(jiān)控存儲(chǔ)器，加熱棒連接不間斷電源。

本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是：(1)熱傳導(dǎo)裝置模擬了高放廢物處置庫(kù)工程現(xiàn)場(chǎng)的多層圓筒狀的概念模型，對(duì)于研究實(shí)地處置高放廢物的緩沖材料溫濕度變化規(guī)律具有較好的指導(dǎo)意義；(2)無(wú)論是控溫，還是溫濕度數(shù)據(jù)的監(jiān)控存儲(chǔ)系統(tǒng)都實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)，使得設(shè)備操作簡(jiǎn)單，節(jié)省人力；(3)加熱棒、傳感器、溫控儀表的優(yōu)異性能參數(shù)以及良好的密封系統(tǒng)、自動(dòng)存儲(chǔ)系統(tǒng)確保數(shù)據(jù)結(jié)果的穩(wěn)定性和精確度；(4)可以測(cè)定其他各種粘土、巖土的熱傳導(dǎo)性，同時(shí)傳感器可以安要求隨意設(shè)計(jì)，土塊中還可嵌入壓力傳感器、水分傳感器等研究溫度變化過(guò)程中膨脹力、水分等參數(shù)的變化規(guī)律。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實(shí)用新型溫濕度傳感器的布置圖。

圖3為本實(shí)用新型溫濕度傳感器的另一種布置圖。

在圖中，1、雙層鋼筒??2、保溫巖棉??3、加熱筒??4、加熱棒??5、探頭熱電偶??6、鋁粉??7、膨潤(rùn)土??8、溫濕度傳感器??9、溫控箱??10、環(huán)境傳感器??11、溫濕度信號(hào)采集轉(zhuǎn)換模塊??12、數(shù)據(jù)顯示監(jiān)控存儲(chǔ)器??13、不間斷電源

具體實(shí)施方式

如圖1所示，本實(shí)用新型是這樣來(lái)實(shí)現(xiàn)的，雙層鋼筒1的筒壁中填充有保溫巖棉2，雙層鋼筒1的中間豎直插有加熱筒3，加熱筒3內(nèi)插有兩根加熱棒4，加熱棒4旁邊設(shè)有探頭熱電偶5，加熱筒3內(nèi)填充有鋁粉6，加熱筒3與雙層鋼筒1之間的空腔內(nèi)填充有若干層膨潤(rùn)土7，膨潤(rùn)土層與膨潤(rùn)土層之間設(shè)有若干個(gè)溫濕度傳感器8，加熱棒4和探頭熱電偶5通過(guò)導(dǎo)線連接溫控箱9，溫濕度傳感器8和環(huán)境傳感器10分別連接溫濕度信號(hào)采集轉(zhuǎn)換模塊11，溫濕度信號(hào)采集轉(zhuǎn)換模塊11連接數(shù)據(jù)顯示監(jiān)控存儲(chǔ)器12，加熱棒4連接不間斷電源13。