冷坩埚玻璃固化熔炉埚底的三维电磁分析

利用ANSYS有限元分析软件建模并分析了冷坩埚玻璃固化熔炉埚底结构以及埚底与感应线圈之间的距离对冷坩埚内电磁场分布的影响。计算结果表明,磁通密度、电流密度和焦耳热密度在玻璃熔体的表面中部区域最大,在中心和底部区域最低。对埚底进行分瓣有利于降低埚底的屏蔽效应,分为3瓣时,玻璃的发热量提高了12.7%。埚底与感应线圈距离在10~15 cm时,冷坩埚对玻璃物料的加热效率较高。     

冷坩埚玻璃固化启动过程数值分析

使用COMSOL有限元计算软件对熔池直径500 mm、高365 mm的电磁冷坩埚玻璃固化模型的启动过程进行了数值分析,研究了垂直方向环状启动加热块数量和位置分布对启动过程中加热速率、加热效率和温度分布的影响。计算结果表明,启动加热块距离坩埚底部250~300 mm时加热效率较高,增加垂直方向启动加热块的分布数量有利于在启动过程中加快升温速率、快速提高磁感应加热效率、加强玻璃熔体温度均匀程度和扩大玻璃熔体体积。     

放射性废物冷坩埚玻璃固化技术发展分析

冷坩埚技术作为第四代玻璃固化工艺,已成为最有应用前景的玻璃固化技术。本文阐述了冷坩埚技术的原理及应用特点,概述了国际冷坩埚玻璃固化技术研发现状,并对其涉及的关键技术进行了分析,在此基础上提出了我国发展冷坩埚技术的设想。     

法国阿格厂建成冷坩埚感应熔炉

<正>【法国《核综论》2010年第3期报道】2010年6月17日,阿海珐集团(Areva)在阿格(LaHague)厂举行了冷坩埚感应熔炉落成仪式,这项核废物玻璃固化创新技术是法国原子能与替代能源委员会(CEA)和阿海珐25年合作研究的成果。阿海珐在一份公报中表示,这项"高放废物玻璃固化技术世界第一"。     

玻璃固化用冷坩埚底部结构设计对电磁场影响的模拟分析

冷坩埚玻璃固化技术是高放废液玻璃固化技术的重点研究方向之一。坩埚底作为冷坩埚的重要部件,影响冷坩埚的透磁性、密封性、强度和漏料工艺。为提高冷坩埚漏料效率,需要增强漏料口附近的磁感应强度。本文使用COMSOL Multiphysics软件建立了冷坩埚电磁感应模型,研究了坩埚底结构设计对冷坩埚内部磁场和电磁损耗的影响。模拟结果显示：改变坩埚底部分瓣数对坩埚内部磁场、坩埚底部磁场和坩埚底电磁损耗的影响较小;增加开缝宽度可有效增强坩埚内部磁场,降低坩埚底的电磁损耗,并使玻璃熔体的加热效率增加约6%;增加开缝深度可增加坩埚底部中心附近玻璃域的磁感应强度和底部玻璃熔体的电磁损耗占比。     

冷坩埚埚体的参数设计

埚体结构的优化设计是冷坩埚固化减容技术研究课题的关键点之一。电磁冷坩埚技术的核心在于坩埚结构和电磁场的合理设计，以使其具有良好的透磁和低涡流损耗特性，在熔体中产生大的感应涡流，从而使冷坩埚的应用效果达到最佳。     

冷坩埚玻璃固化技术及应用

介绍了法国、韩国、俄罗斯冷坩埚玻璃固化技术在核领域中的研究与工程应用,以期为我国冷坩埚技术的开展提供借鉴和参考。     

用于氧化物熔池传热特性研究的感应加热技术

本文分析了冷坩埚感应加热技术对氧化物熔池传热特性研究的适用性,进而对传统冷坩埚的结构进行了改进。使用数值模拟方法对改进后的冷坩埚内部焦耳热和洛伦兹力进行分析,分析结果表明:电源频率越低,焦耳热分布越均匀,同时冷坩埚产生的焦耳热占电源功率的比重越低,越有利于测算熔池壁面的热流密度;相比于熔池自然对流的驱动力,熔池受到电磁场的洛伦兹力可忽略不计,洛伦兹力不会对氧化物熔池的传热和流动产生显著影响。     

冷坩埚熔融装置中高频电源的研究设计

冷坩埚感应熔炉工艺是核废物处理技术的第四代工艺技术。该工艺技术具有工作温度高、使用寿命长、处理的废物范围广、产生的二次废物少等优点。冷坩埚玻璃固化熔融装置主要由高频电源感应系统、机械系统（坩埚本体及附属结构）、尾气处理系统、冷却系统和仪表控制系统组成。其中，高频电源感应系统是该装置的重要组成部分之一，高频电源如不能提供合适的频率、功率及其它合理的运行参数，整个装置将不能正常的运行，熔体也无法得到很好处理。     

线圈终端盒的改进设计与分析

为满足美国GA公司中心螺线管线圈模型CSM低温电性能测试的需要,基于ITER馈线系统的设计,对线圈终端盒壳体进行了修改设计。采用直立圆筒结构代替横卧立方体结构,优化了壳体安装工艺,提高了空间利用率。在此基础上,对线圈终端盒内部其他部件进行了相应的改进设计,最终实现了线圈终端盒的功能。利用大型有限元分析软件ANSYS对线圈终端盒壳体作弹性应力分析、屈曲分析及地震分析,并将屈曲分析结果与理论计算结果进行了对比。计算分析结果表明,直立圆筒结构形式的线圈终端盒设计合理可靠。     

冷坩埚玻璃固化熔炉启动工艺研究

中国原子能科学研究院已建成一套 ø500冷坩埚玻璃固化实验装置,为建立与该装置相匹配的石墨环启动工艺,使用正交实验法研究了感应器高度、石墨环位置及石墨环半径对冷坩埚启动过程的影响,并研究了石墨环质量对启动过程的影响。结果表明,当感应器高度为90 mm、石墨环高度为50%或55%、石墨环半径为177 mm、石墨环质量为110 g时,启动效果最好。     

冷坩埚玻璃固化模拟高放废液的24 h连续运行实验研究

中国原子能科学研究院已建立了一套冷坩埚玻璃固化原理实验装置,为检验设备设计的性能、各组成单元的匹配情况及生产的模拟固化体产品的性能,2015年进行了24 h的连续运行实验。实验中模拟高放废液和基础玻璃组成均以固体化学试剂形式预先混好后进料。连续运行实验结果表明,整个运行过程中整体装置性能参数稳定,熔制温度控制在(1 200±50) ℃,进料速率为6～10 kg/h,共卸料16次,每次启动卸料和停止卸料时间重复性好。对产生的玻璃固化体进行了主要性能测试,结果表明所测试固化体的性能满足我国行业标准的要求。     

冷坩埚技术处理动力堆乏燃料高放废液的应用前景分析北大核心CSCD

随着我国核电技术的发展,对动力堆乏燃料高放废液玻璃固化的需求变得越来越迫切。本文梳理了冷坩埚技术处理动力堆乏燃料高放废液的应用前景,针对冷坩埚在处理动力堆乏燃料高放废液方面的技术优势、设计优势以及工艺优势做出了详细阐述,并基于国外冷坩埚高放废液玻璃固化研究进展的分析,对冷坩埚技术未来发展提出了建议。     

KTX反场箍缩装置纵场线圈结构设计与电磁分析

KTX反场箍缩装置的主要参数介于RFX装置与MST装置之间。反场箍缩的外加纵场需跟随等离子体电流的演化而变化,同时由于RFP中的磁面对于外部特别是等离子体边界处的径向磁场较敏感,所以需外部线圈的磁场更加精细,这对于线圈的磁场分布、误差场以及波纹度等的设计提出了更高的要求。根据KTX物理目标参数要求,提出矩形和楔形截面纵场磁体线圈设计方案,借助有限元软件和程序分析了其电磁场空间分布和结构受力大小。结果表明,6.4°楔形截面方案相比矩形截面方案在控制误差场方面更具有可行性。     

泳池式轻水反应堆内电磁线圈可控温辐照装置设计

本文设计了在泳池式轻水反应堆（简称泳池堆）内在线测量电磁线圈电性能的可控温辐照装置。采用MCNP程序进行中子物理计算,对泳池堆、线圈骨架的结构尺寸与物质组分进行了精细全尺寸模拟,得出辐照装置的发热功率和中子注量率。通过初步估算,使用ANSYS CFX进行了数值模拟,得出辐照装置内线圈在堆运行时的温度,并提出温度控制的方法。辐照装置采用铝材加工制造,并进行了垂直度测试、气压测试、检漏测试。增加了绝缘设计,将辐照装置与泳池堆之间进行绝缘。在线圈处预埋铠装热电偶,对线圈温度进行实时监测。在泳池堆内对电磁线圈进行辐照试验,结果表明,本文设计的辐照装置能满足电磁线圈在泳池堆孔道内进行辐照试验的要求,并可对电磁线圈进行实时温度控制。     

Finite Element Analyses and Instrumentation Layout for Single Coil Testing of TF Coils in HT-7U

The HT-7U tokamak is a magnetically-confined full superconducting fusion device, consisting of superconducting toroidal field (TF) coils and superconducting poloidal field (PF) coils. These coils are wound with cable-in-conductor (CICC) which is based on UNK NbTi wires made in Russian '. A single D-shaped toroidal field magnet coil will be tested for large and expensive magnets systems before assembling them in the toroidal configuration. This paper describes the layout of the instrumentation for a superconducting test facility based on the results of a finite element modeling of the single coil of toroidal magnetic field (TF) coils in HT-7U tokamak device. At the same time, the design of coil support structure in the test facility is particularly discussed in some detail.