一種冷聚變反應試驗裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術涉及核能技術領域，尤其涉及一種冷聚變反應試驗裝置，包括反應容器、電加熱器、測溫裝置和保溫殼體，反應容器為環狀殼體，反應容器的殼體內部設有反應物和催化劑，電加熱器位于反應容器的環內側，反應容器的環外側設有計量控制裝置，計量控制裝置包括計量換熱器，計量換熱器為環狀殼體，計量換熱器的殼體內部設有導熱液，測溫裝置設置于電加熱器外部，反應容器、電加熱器和計量換熱器均位于保溫殼體內部。將電加熱器設置于反應容器內部，使冷聚變反應試驗的啟動狀態和反應發生狀態的熱流量方向相同，便于測溫裝置溫度及熱量測量，增設了計量控制裝置，能夠直接對反應器放出的熱量進行計量，提高了試驗結果的準確性。

【技術實現步驟摘要】
一種冷聚變反應試驗裝置
本專利技術涉及核能
，尤其涉及一種冷聚變反應試驗裝置。
技術介紹
目前可控的使用核能技術是核裂變技術，使用放射性材料如鈾235等，其反應速度可人為控制，可以安全使用核能，但原材料和生成物均是放射性物質，有放射性污染，且原料在地球中含量低，開采提煉成本很大。人類利用核聚變目前為止在軍事領域內以氫彈為代表用于武器，可控的熱核聚變因為需要一億度的高溫，現有科學技術很難解決，正在試驗中。冷聚變則不需要太高的溫度，在300-1200攝氏度左右觸發，通過催化劑，使氫原子和催化劑產生聚變，釋放中子產生熱量，因為氫的聚變原料及生成物均不是放射性物質，且在地球含量豐富，反應觸發溫度低，所以冷聚變裝置易于制造。自1989年冷聚變公布后，各國的機構對冷聚變反應進行了不懈的探索，意大利博洛尼亞大學科學家SergioFocardi教授和弗朗切斯科Piantelli教授開始冷聚變鎳氫反應器的研究，獲得了階段性的成功，意大利科學家開發的鎳氫反應系統，因其使用廉價的金屬鎳而比鈀氫系統更具有發展潛力。中國核能研究院對外公布了一篇他們對鎳氫冷聚變試驗進行重復的實驗報告，報告顯示試驗產生了多余的熱量，成功的產生了冷聚變核反應。如圖1和圖2所示，中科院核能研究所的反應試驗設備由反應容器1、測溫裝置、電加熱器2和保溫殼體3組成，反應容器1由不銹鋼圓筒和陶瓷圓筒12組成，不銹鋼圓筒內部設有反應室11，連接真空泵14、壓力表及壓力傳感器13和氣瓶15，氣瓶15內可為氫氣或氦氣，反應室11內裝有反應物和催化劑10，反應物為鎳粉，不銹鋼圓筒外圍設置陶瓷圓筒12，電加熱器2為陶瓷圓筒12外表面包覆的加熱絲，加熱絲連接穩定的直流電源20為反應容器1提供反應發生所需的熱量，加熱絲外部設有氧化鎂隔熱材料的保溫殼體3，同時測溫裝置包括反應室內設置熱電偶T3，反應室外不銹鋼圓筒內設置熱電偶T2，不銹鋼圓筒與陶瓷圓筒之間設置熱電偶T1，保溫殼體外表面設置熱電偶T4。冷聚變反應試驗開始前先向反應室11內通入氫氣或氬氣，再將其抽真空，試驗開始時，加熱絲通電產生的熱量由外向內傳入不銹鋼鐵筒的反應室11內，陶瓷圓筒12起保溫作用防止熱量散失，反應室11內溫度達到一定高度，鎳粉發生反應，反應產生的熱量由內向外傳播，所有熱電偶T1、T2、T3和T4均與數據采集裝置6連接，將在反應試驗設備各處采集到的熱量或溫度數據傳入計算機內進行實時控制顯示。由于電加熱器2在反應容器1外部，試驗啟動狀態下熱量由電加熱器2向反應容器1傳播，熱流量由外向內，試驗發生狀態下熱量由反應容器1向電加熱器2擴散，熱流量由內向外，兩種狀態下熱流量方向相反，使設置在反應容器1內與電加熱器2處的熱電偶在測定熱量時受到負面影響，測得的熱量值受到加熱絲產生的熱量和反應本身產生的熱量兩方面相互影響，導致處理后所得的結果產生偏差，不準確，對于燃料本身反應產生的熱量只能通過測得的數值估算而不能直接計量，而且在現有冷聚變反應試驗裝置中沒有設置停堆裝置，當反應劇烈，發生熔堆現象時，沒有停堆裝置導致試驗的安全性不足。
技術實現思路
(一)要解決的技術問題本專利技術要解決的技術問題是解決由于現有冷聚變反應試驗裝置的加熱裝置為外熱式，在試驗啟動狀態和反應發生狀態兩種情況下熱流量相反，導致試驗側熱量受到影響，不準確的問題，且在現有技術中對于反應容器中反應放出的熱量只能通過多處所測熱量數值進行估算，而無法直接計量的問題。(二)技術方案為了解決上述技術問題，本專利技術提供了一種冷聚變反應試驗裝置，包括反應容器、電加熱器、測溫裝置和保溫殼體，所述反應容器為環狀殼體，所述反應容器的殼體內部設有反應物和催化劑，所述電加熱器位于所述反應容器的環內側，所述反應容器的環外側設有計量控制裝置，所述計量控制裝置包括計量換熱器，所述計量換熱器為環狀殼體，所述計量換熱器的殼體內部設有導熱液，所述測溫裝置設置于所述電加熱器外部，所述反應容器、所述電加熱器和所述計量換熱器均位于所述保溫殼體內部。其中，所述計量控制裝置還包括熱量計和恒溫液槽，所述計量換熱器的進液端和出液端均與所述熱量計連接，所述恒溫液槽一端通過導熱液管道與所述計量換熱器的進液端連接，另一端與所述熱量計連接，且所述導熱液管道上設有循環泵。其中，所述恒溫液槽內設有溫控裝置。其中，所述計量換熱器與所述反應容器之間還設有停堆冷卻器，所述停堆冷卻器為環狀殼體，所述停堆冷卻器的一端連有停堆液導入管道，以向所述停堆冷卻器的殼體內部通入停堆液，所述停堆液導入管道上設有控制閥。其中，所述停堆冷卻器的殼體外部包覆有絕熱材。其中，所述停堆冷卻器上設有穿過所述保溫殼體的排空管道。其中，所述反應容器通過管道與外部真空泵和氣瓶連接，所述管道上設有壓力傳感器和控制閥。其中，所述測溫裝置包括設于所述反應容器的殼體內側的熱電偶、設于所述反應容器的殼體外側的熱電偶、設于所述計量換熱器的殼體內側的熱電偶、設于所述計量換熱器的殼體外側的熱電偶和設于所述保溫殼體外側的熱電偶。其中，所述熱電偶、所述熱量計和所述壓力傳感器均與數據采集裝置連接，所述數據采集裝置與計算機連接，以測定反應時溫度、熱量及壓力變化，對反應進行控制。其中，所述電加熱器與外部的功率控制器和功率計量裝置連接。(三)有益效果本專利技術的上述技術方案具有如下優點：將電加熱器設置于反應容器內部，以內熱式為反應容器提供觸發反應所需的熱量，使冷聚變反應試驗的啟動狀態和反應發生狀態的熱流量方向相同，便于測溫裝置溫度及熱量測量，同時增設了計量控制裝置，能夠直接對反應器放出的熱量進行計量，減少了現有技術中只能通過測溫裝置測得的數值進行估算而出現的偏差，提高了試驗結果的準確性，將反應容器與計量換熱器設計為環狀殼體一方面有利于熱量的擴散和傳導，另一方面便于裝置制造。除了上面所描述的本專利技術解決的技術問題、構成的技術方案的技術特征以及有這些技術方案的技術特征所帶來的優點之外，本專利技術的其他技術特征及這些技術特征帶來的優點，將結合附圖作出進一步說明。附圖說明圖1是現有技術中冷聚變反應實驗設備的結構示意圖；圖2是現有技術中冷聚變反應實驗設備的測溫裝置與計算機連接控制示意圖；圖3是本專利技術實施例冷聚變反應實驗裝置的結構示意圖；圖4是本專利技術實施例冷聚變反應實驗裝置與計算機連接控制示意圖。圖中：1：反應容器；2：電加熱器；3：保溫殼體；4：測溫裝置；5：計量控制裝置；6：數據采集裝置；7：計算機；8：停堆冷卻器；9：控制閥；10：反應物和催化劑；11：反應室；12：陶瓷圓筒；13：壓力傳感器；14：真空泵；15：氣瓶；20：直流電源；21：功率控制器和功率計量裝置；50：循環泵；51：計量換熱器；52：恒溫液槽；53：熱量計；80：排空管；81：停堆液導入管。具體實施方式為使本專利技術實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本專利技術實施例中的附圖，對本專利技術實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本專利技術的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本專利技術中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本專利技術保護的范圍。在本專利技術的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種冷聚變反應試驗裝置，包括反應容器、電加熱器、測溫裝置和保溫殼體，其特征在于：所述反應容器為環狀殼體，所述反應容器的殼體內部設有反應物和催化劑，所述電加熱器位于所述反應容器的環內側，所述反應容器的環外側設有計量控制裝置，所述計量控制裝置包括計量換熱器，所述計量換熱器為環狀殼體，所述計量換熱器的殼體內部設有導熱液，所述測溫裝置設置于所述電加熱器外部，所述反應容器、所述電加熱器和所述計量換熱器均位于所述保溫殼體內部。

【技術特征摘要】
1.一種冷聚變反應試驗裝置，包括反應容器、電加熱器、測溫裝置和保溫殼體，其特征在于：所述反應容器為環狀殼體，所述反應容器的殼體內部設有反應物和催化劑，所述電加熱器位于所述反應容器的環內側，所述反應容器的環外側設有計量控制裝置，所述計量控制裝置包括計量換熱器，所述計量換熱器為環狀殼體，所述計量換熱器的殼體內部設有導熱液，所述測溫裝置設置于所述電加熱器外部，所述反應容器、所述電加熱器和所述計量換熱器均位于所述保溫殼體內部。2.根據權利要求1所述的冷聚變反應試驗裝置，其特征在于：所述計量控制裝置還包括熱量計和恒溫液槽，所述計量換熱器的進液端和出液端均與所述熱量計連接，所述恒溫液槽一端通過導熱液管道與所述計量換熱器的進液端連接，另一端與所述熱量計連接，且所述導熱液管道上設有循環泵。3.根據權利要求2所述的冷聚變反應試驗裝置，其特征在于：所述恒溫液槽內設有溫控裝置。4.根據權利要求2或3所述的冷聚變反應試驗裝置，其特征在于：所述計量換熱器與所述反應容器之間還設有停堆冷卻器，所述停堆冷卻器為環狀殼體，所述停堆冷卻器的一端連有停堆液導入管道，以向所述...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張航，
申請(專利權)人：西安雍科建筑科技有限公司，
類型：發明
國別省市：陜西;61