[發(fā)明專利]實現(xiàn)高溫高壓水體系電化學(xué)測試的工作電極

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110282690.0
• 申請日: 2011-09-22
• 公開（公告）號: CN102445478A
• 公開（公告）日: 2012-05-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐健;吳欣強;韓恩厚;王翔
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院金屬研究所
• 主分類號: G01N27/30
• 分類號: G01N27/30
• 代理公司: 沈陽優(yōu)普達知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 21234
• 代理人: 張志偉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及高溫高壓水體系電化學(xué)測試領(lǐng)域，具體為一種實現(xiàn)高溫高壓水體系電化學(xué)測試的工作電極。

背景技術(shù)

核電是一種清潔、高效的新能源，發(fā)展核電是解決我國電力供應(yīng)不足，改善環(huán)境質(zhì)量，確保國民經(jīng)濟持續(xù)增長的重要途徑。我國現(xiàn)役核電站主要以壓水堆為主，其關(guān)鍵設(shè)備如一回路壓力容器主管道及二水回路蒸汽發(fā)生器的服役環(huán)境均為高溫高壓水(典型堆芯出口溫度326℃，壓力15.6MPa)。服役過程中材料的腐蝕問題對核電站的安全運行構(gòu)成潛在的威脅，同時也是核電關(guān)鍵設(shè)備材料國產(chǎn)化需要解決的關(guān)鍵問題之一。

電化學(xué)測試可以原位測試金屬材料在水體系中腐蝕進程，但由于高溫高壓水環(huán)境苛刻，對實驗設(shè)備和工作電極的制備工藝要求較高，實現(xiàn)起來非常困難，國內(nèi)電化學(xué)測試主要體系仍以100℃以下的水溶液，高溫高壓水體系的研究鮮有報道，其中最主要的困難之一就是制備適合高溫高壓苛刻的環(huán)境使用的工作電極。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種實現(xiàn)高溫高壓水體系電化學(xué)測試的工作電極，解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的由于高溫高壓水環(huán)境苛刻，對實驗設(shè)備和工作電極的制備工藝要求較高，實現(xiàn)起來非常困難等問題，為實現(xiàn)高溫高壓水電化學(xué)測試提供設(shè)備基礎(chǔ)。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種實現(xiàn)高溫高壓水體系電化學(xué)測試的工作電極，該工作電極包括金屬電極、高溫密封件、水冷裝置、低溫密封件，金屬電極的電極導(dǎo)線包裹熱縮管，高溫密封件同高壓釜蓋之間為金屬硬密封，水冷裝置設(shè)置在高溫密封件上，低溫密封件與水冷裝置之間通過O型圈密封，金屬電極的電極導(dǎo)線依次穿過高溫密封件、水冷裝置、低溫密封件的中心孔，低溫密封件與金屬電極的電極導(dǎo)線之間通過橡膠密封塞密封。

所述的實現(xiàn)高溫高壓水體系電化學(xué)測試的工作電極，金屬電極包括實驗試樣與電極導(dǎo)線，電極導(dǎo)線為金屬絲，電極導(dǎo)線的外側(cè)由熱縮管包裹，實驗試樣與高壓釜及電極金屬部件絕緣。

所述的實現(xiàn)高溫高壓水體系電化學(xué)測試的工作電極，高溫密封件包括堵嘴、壓帽，堵嘴底端為環(huán)形突臺，堵嘴中心開有通孔，堵嘴通過環(huán)形突臺壓設(shè)于高壓釜釜蓋的電極孔處；壓帽壓在堵嘴上，壓帽與高壓釜螺紋連接，通過旋緊壓帽使堵嘴同高壓釜之間產(chǎn)生壓力，實現(xiàn)金屬硬密封。

所述的實現(xiàn)高溫高壓水體系電化學(xué)測試的工作電極，水冷裝置包括支撐管、冷卻管，支撐管底端穿過壓帽焊接在堵嘴上，支撐管中心開有通孔，支撐管的孔徑略大于堵嘴的通孔；在支撐管的側(cè)面開有環(huán)形凹槽，支撐管外側(cè)安裝冷卻管，支撐管與冷卻管插裝配合，在所述環(huán)形凹槽的上下兩側(cè)分別安裝O型圈，支撐管與冷卻管之間通過O型圈密封，在支撐管的環(huán)形凹槽與冷卻管之間形成的空腔中通冷卻水，冷卻管外側(cè)焊接有兩個與所述空腔相通的接頭。

所述的實現(xiàn)高溫高壓水體系電化學(xué)測試的工作電極，低溫密封件包括密封螺母、壓緊螺帽、制止塞、橡膠密封塞、密封壓蓋、固定栓，密封螺母下端與支撐管螺紋連接，密封螺母通過O型圈與支撐管密封；密封螺母中心開有變徑通孔，密封螺母內(nèi)部變徑通孔自下而上依次放置制止塞、橡膠密封塞、密封壓蓋、固定栓；密封螺母上端與壓緊螺帽螺紋連接，制止塞、橡膠密封塞、密封壓蓋中心均有通孔，制止塞、橡膠密封塞、密封壓蓋的孔徑略大于電極導(dǎo)線直徑。

所述的實現(xiàn)高溫高壓水體系電化學(xué)測試的工作電極，變徑通孔為縮徑段、變徑段、擴徑段I、擴徑段II自下而上連成一體結(jié)構(gòu)，縮徑段的孔徑最小，縮徑段最下端的孔徑略大于支撐管通孔。

所述的實現(xiàn)高溫高壓水體系電化學(xué)測試的工作電極，制止塞設(shè)置于縮徑段中，橡膠密封塞設(shè)置于變徑段和擴徑段I中，密封壓蓋設(shè)置于擴徑段I中，密封壓蓋伸至變徑通孔外側(cè)，固定栓設(shè)置于密封壓蓋外側(cè)、擴徑段II中，固定栓伸至變徑通孔外側(cè)。

所述的實現(xiàn)高溫高壓水體系電化學(xué)測試的工作電極，電極導(dǎo)線穿過高溫密封件、水冷裝置、低溫密封件的中心孔與外界測試儀器相連，通過旋緊壓緊螺帽擠壓密封壓蓋，使橡膠密封塞變形，實現(xiàn)電極金屬部件與電極導(dǎo)線之間的密封。

本發(fā)明的優(yōu)點在于：

1、本發(fā)明的水冷裝置使金屬電極與低溫密封件在常溫下密封，降低了密封難度，增加了密封可靠性。

2、本發(fā)明的低溫密封件與金屬電極之間通過橡膠密封塞密封。由于橡膠密封塞上可加工多個通孔，因此可實現(xiàn)多個金屬電極密封。

3、本發(fā)明用于同金屬電極密封的低溫密封件可單獨更換，可以根據(jù)實驗要求加工不同形狀尺寸。

4、本發(fā)明的工作電極內(nèi)部通孔直徑逐漸變大，方便金屬電極安裝。