[發(fā)明專利]一種獲得高溫稀有氣體的電磁感應(yīng)加熱裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011443218.6
• 申請日: 2020-12-11
• 公開（公告）號: CN112533311B
• 公開（公告）日: 2021-10-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳榮華;蔡慶航;董春輝;張鵬輝;夏斌卓;蘇光輝;田文喜;秋穗正
• 申請（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號: H05B6/10
• 分類號: H05B6/10;H05B6/36
• 代理公司: 西安智大知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61215
• 代理人: 何會俠

一種獲得高溫稀有氣體的電磁感應(yīng)加熱裝置，包括金屬加熱管、電磁感應(yīng)線圈、電磁感應(yīng)加熱電源、法蘭、墊圈、安全殼圓筒、隔熱層、耐火填充材料、進出口管道、蓋板、石墨填料；稀有氣體由進口管道進入金屬加熱管，在感應(yīng)電加熱作用下，金屬加熱管被加熱至高溫狀態(tài)，從而加熱其內(nèi)的稀有氣體，隨后高溫稀有氣體由出口管道流出；安全殼筒體內(nèi)為惰性氣體氛圍，防止高溫下金屬加熱管氧化；安全殼筒體內(nèi)均采用耐高溫材料制成，保證加熱裝置各個部件的溫度低于對應(yīng)的溫度限值；整個加熱裝置采用法蘭連接，規(guī)避了金屬加熱管采用的耐高溫特種材料不易焊接的缺點；該加熱裝置滿足將氣體加熱至較高溫度，能夠穩(wěn)定長期地安全運行，同時滿足目前的加工工藝要求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及超高溫氣體反應(yīng)堆熱工水力技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種獲得高溫稀有氣體的電磁感應(yīng)加熱裝置。

背景技術(shù)

高溫氣冷堆是以高溫氣體作為冷卻工質(zhì)，石墨作為慢化劑的第四代核反應(yīng)堆主流堆型之一，其具有熱效率高、安全性能好、燃耗深和轉(zhuǎn)化比大等特點。我國針對高溫氣冷堆展開了大量的研究，以清華大學(xué)核研院為主要研究單位，開展了球床型高溫氣冷堆的系列研究工作，并成功建成了HTR-10高溫氣冷實驗堆，正在建設(shè)石島灣高溫氣冷堆核電站。我國的高溫氣冷堆研發(fā)能力和技術(shù)處于國際領(lǐng)先行列。

隨著氦氣透平技術(shù)的發(fā)展，高溫氣冷堆由原先的間接聯(lián)合循環(huán)方式轉(zhuǎn)變?yōu)橹苯勇?lián)合循環(huán)方式，即采用高溫氦氣直接驅(qū)動氦氣透平，透平出口的乏氣再經(jīng)過蒸汽發(fā)生器加熱另一側(cè)的水，產(chǎn)生的蒸汽推動蒸汽透平發(fā)電機，這不僅使得避免了高效回?zé)崞鞯募夹g(shù)難點，還使其發(fā)電效率提高。為了進一步提高高溫氣冷堆的發(fā)電效率，提高進口氦氣溫度成為了研究發(fā)現(xiàn)之一。因此，必須針對高溫氣體開展流動換熱實驗以獲得其流動換熱特性，為高溫氣冷堆的研發(fā)奠定基礎(chǔ)。然而目前針對高溫氣體的加熱裝置存在很大的不足和實現(xiàn)難度，主要受到材料的耐高溫性能影響。耐高溫特種金屬的加工及焊接性能相較于常規(guī)金屬材料更差些，這導(dǎo)致了其應(yīng)用過程中對加工及裝配具有很嚴格的限制。常規(guī)的氣體加熱方式和方案設(shè)計很難直接推廣到高溫氣體加熱的應(yīng)用中。因此，本發(fā)明專利綜合考慮了耐高溫特種金屬的工程可實施性，應(yīng)用電磁感應(yīng)加熱方式，盡量減少耐高溫特種金屬使用過程中需要的焊接及特殊結(jié)構(gòu)的加工，并根據(jù)氣體溫度的不同材料不同的設(shè)計材料，能夠獲得高溫稀有氣體。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種獲得高溫稀有氣體的電磁感應(yīng)加熱裝置，為超高溫稀有氣體流動換熱特性實驗提供基礎(chǔ)，為用氣設(shè)備提供高溫稀有氣體。

為了達到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：