[发明专利]一种获得高温稀有气体的电磁感应加热装置

说明书

一种获得高温稀有气体的电磁感应加热装置，包括金属加热管、电磁感应线圈、电磁感应加热电源、法兰、垫圈、安全壳圆筒、隔热层、耐火填充材料、进出口管道、盖板、石墨填料；稀有气体由进口管道进入金属加热管，在感应电加热作用下，金属加热管被加热至高温状态，从而加热其内的稀有气体，随后高温稀有气体由出口管道流出；安全壳筒体内为惰性气体氛围，防止高温下金属加热管氧化；安全壳筒体内均采用耐高温材料制成，保证加热装置各个部件的温度低于对应的温度限值；整个加热装置采用法兰连接，规避了金属加热管采用的耐高温特种材料不易焊接的缺点；该加热装置满足将气体加热至较高温度，能够稳定长期地安全运行，同时满足目前的加工工艺要求。

技术领域

本发明涉及超高温气体反应堆热工水力技术领域，具体涉及一种获得高温稀有气体的电磁感应加热装置。

背景技术

高温气冷堆是以高温气体作为冷却工质，石墨作为慢化剂的第四代核反应堆主流堆型之一，其具有热效率高、安全性能好、燃耗深和转化比大等特点。我国针对高温气冷堆展开了大量的研究，以清华大学核研院为主要研究单位，开展了球床型高温气冷堆的系列研究工作，并成功建成了HTR-10高温气冷实验堆，正在建设石岛湾高温气冷堆核电站。我国的高温气冷堆研发能力和技术处于国际领先行列。

随着氦气透平技术的发展，高温气冷堆由原先的间接联合循环方式转变为直接联合循环方式，即采用高温氦气直接驱动氦气透平，透平出口的乏气再经过蒸汽发生器加热另一侧的水，产生的蒸汽推动蒸汽透平发电机，这不仅使得避免了高效回热器的技术难点，还使其发电效率提高。为了进一步提高高温气冷堆的发电效率，提高进口氦气温度成为了研究发现之一。因此，必须针对高温气体开展流动换热实验以获得其流动换热特性，为高温气冷堆的研发奠定基础。然而目前针对高温气体的加热装置存在很大的不足和实现难度，主要受到材料的耐高温性能影响。耐高温特种金属的加工及焊接性能相较于常规金属材料更差些，这导致了其应用过程中对加工及装配具有很严格的限制。常规的气体加热方式和方案设计很难直接推广到高温气体加热的应用中。因此，本发明专利综合考虑了耐高温特种金属的工程可实施性，应用电磁感应加热方式，尽量减少耐高温特种金属使用过程中需要的焊接及特殊结构的加工，并根据气体温度的不同材料不同的设计材料，能够获得高温稀有气体。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种获得高温稀有气体的电磁感应加热装置，为超高温稀有气体流动换热特性实验提供基础，为用气设备提供高温稀有气体。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：