玻璃固化用電磁冷坩堝優(yōu)化設計及溫度場和流場研究.pdf

1、核燃料在反應后會殘留下具有放射性的廢料，這種放射性無法用物理或者化學方法將其消除，只能依靠自身的衰變，而這些放射性核素的半衰期往往長達幾萬年甚至幾十萬年。使用冷坩堝對核廢料進行固化處理，將固化體深埋可以防止核廢料對環(huán)境的危害。因此，研究冷坩堝固化工藝對核廢料安全處置有著重要意義。
　　建立了冷感坩堝電磁場3-D有限元模型，計算結果表明：在空載條件下線圈中間高度位置磁場強度最大，隨著高度變化向兩端遞減。在開縫截止區(qū)域由于電流疊加效應

2、磁場強度有突變。對比坩堝A與坩堝B兩種不同結構坩堝內磁場強度，坩堝A的磁場強度明顯大于坩堝壁。電流從500A增加到1500A，磁場強度增強。頻率由50kHz升高到200kHz磁場強度降低，但是在開縫處以及坩堝中心不明顯。電流頻率的增大可以提高冷坩堝的加熱效率，在200kHz時可以提高到40％。
　　依據(jù)磁場計算結果結合本課題組已有的研究成果，參考國外文獻及專利，并根據(jù)玻璃固化的高放射性的工作環(huán)境設計出可以自由控制開始與停止卸料的水

3、冷滑閥結構。結合工藝要求與電磁場分布規(guī)律，設計坩堝壁由Φ16mm的不銹鋼管圍成的內徑330mm，高度為500mm，有效容積為30L的冷坩堝。并設計出相關的感應線圈、上下水冷環(huán)、水冷底盤以及坩堝蓋。
　　計算了熔體內部溫度場的分布情況，對熔體上不同位置以及不同電源參數(shù)條件的溫度分布進行分析。隨著電流值和頻率的增加，加熱到工作溫度的時間縮短，但是溫度梯度增大，使熔體內部分布不均勻。熔煉過程中應根據(jù)實際情況添加機械攪拌。
　　玻璃