[发明专利]一种石墨球磨损设备及磨损速率测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于石墨球磨损的专用设备，及涉及高温气冷堆球形燃料元件制造中基体石墨球磨损速率的测量方法。

背景技术

我国球床式高温气冷堆所使用的陶瓷型燃料元件直径为60mm，结构为球形包覆颗粒(TRISO)弥散在燃料区的石墨基体中。作为燃料元件的结构材料，基体石墨使包覆燃料颗粒获得热工水力学条件，包括将热量传给冷却剂氦气。并作为慢化材料，对快中子有足够的慢化能力。同时还具有一定的滞留裂变产物的能力。

在球床堆内，燃料元件缓慢流动，形成球流。在球流过程中，他们相互之间产生摩擦，使球产生磨损。因此，抗磨损性能是球形燃料元件的一个重要力学性能指标。

目前原有设备存在以下缺点：1.人工计时，误差大；2.电机转速不可调，存在误差，且能耗大；3.石墨粉尘污染大、噪音大；4.装卸样品复杂；5.设备体积大。

随着高温气冷堆的推广应用，其燃料元件的规模化生产对设备的自动化检测、数据可靠性、节省能耗、实验效率、实验环境、操作便利性及减小设备体积等方面都提出了更高的要求，基体石墨球磨损专用设备作为元件性能检测的关键设备之一，在以上提及的各方面都需要得到改善。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明需要提供一种石墨球磨损设备，主要解决的技术问题：

第一、实现自动计时，减少人工介入；

第二、实现电机速率可调，节省能耗；

第三、简化样品装卸程序，简化设备开启关闭的操作；

第四、优化实验环境，减少石墨粉尘污染及噪声污染；

同时，本发明还要提供该石墨球磨损速率测量方法。

(二)技术方案

为了解决上述第一技术问题，本发明提供一种石墨球磨损设备，包括：滚筒、电机、计时装置和控制器，所述滚筒包括筒体和筒盖，所述滚筒还设置有传动轴，所述传动轴连接所述电机，所述计时装置用于记录所述设备的实验时间，所述控制器分别与所述计时装置和电机电连接，所述计时装置达到预定时间时，发送信号到所述控制器，所述控制器控制所述电机的启停。

进一步地，所述计时装置在断电时停止计时，复电后继续计时。

进一步地，所述石墨球磨损设备还包括显示装置，所述显示装置与所述计时装置及所述控制器电连接，所述显示装置用于显示实验时间或所述测量设备运行状态的一种或多种。

进一步地，所述筒体内部光滑，筒体内壁轴向方向上设置有至少一个筋结构。

为了解决上述第二技术问题，所述电机为变频式电机。

进一步地，所述电机的转速为预设转速

为了解决上述第三技术问题，所述筒体上设置有至少一个锁扣，所述筒盖上设置有与所述锁扣相对应的装卸扳手，所述装卸扳手穿过所述锁扣固定筒盖于筒体上。

为了解决上述第四技术问题，所述筒体或筒盖上设置有至少一个排尘孔，用于排出实验过程中产生的石墨粉尘。

进一步地，石墨球磨损设备还包括防尘罩，所述防尘罩扣于所述滚筒外部。

进一步地，石墨球磨损设备还包括减震架，所述减震架位于所述滚筒及电机下方，所述减震架与地面接触部分还设置有减震垫。

本发明还提供所述石墨球磨损速率测量方法，包括步骤：

步骤1、抽取N个样品石墨球，观察所述石墨球是否有破损，有破损的不选作实验样本；

步骤2、擦去上述石墨球表面粉尘；

步骤3、称出每个石墨球质量并记录；

步骤4、将所述N个石墨球装入滚筒，合上筒盖并固定；

步骤5、设置所述控制器及计时装置；

步骤6、计时装置累计时间达到T小时时设备自动停止实验；

步骤7、擦去上述N个石墨球表面粉尘；

步骤8、称出每个石墨球质量并记录；

步骤9、计算磨损前后N个石墨球的总质量，分别记为M和M′；

步骤10、按公式(M-M′)/(N×T)计算磨损率。

(三)有益效果

上述技术方案所提供石墨球磨损设备及磨损速率测量方法，所述石墨球磨损设备由滚筒、电机、计时装置和控制器组成，计时装置控制实验时间，控制器控制设备启停。同时选用变频电机，还增加了防尘罩、减震架等设置，该种石墨球磨损设备实现自动计时显示、实验完毕自动停机、不受停电影响、实验效率高、实验数据可靠、体积小、装卸样品方便、操作便利、改善实验环境并节省能耗。

附图说明

图1是本发明实施例的石墨球磨损设备的结构示意图；