CN105784925A - 一种用于缓冲材料试验台架腔体的顶盖装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于高放射性废物地质处置缓冲材料试验研究领域，具体涉及一种用于缓冲材料试验台架腔体的顶盖装置。本发明该装置包括吊环、加热器接管、平盖、出线组件和导向组件；平盖上开有出线通道，出线通道内设有出线组件；平盖上开有若干个吊环孔，每个吊环孔内各设有一个吊环；平盖中心开有导向通道，导向通道内设有导向组件，加热器接管穿过平盖中心的导向孔。本发明提供一种用于缓冲材料试验台架腔体的顶盖装置，该装置解决了试验腔体的密封、固定或移动加热器和导线引出的技术问题。

Description

一种用于缓冲材料试验台架腔体的顶盖装置

技术领域

本发明属于高放射性废物地质处置缓冲材料试验技术领域，具体涉及一种用于缓冲材料试验台架腔体的顶盖装置。

背景技术

我国的高放射性核废物拟采用多重屏障(地质介质属于天然屏障，废物体、包装容器和缓冲回填材料等属于工程屏障)深地质处置的方式进行处置。缓冲材料作为处置库中多重屏障系统的重要组成部分，是填充在废物罐和地质体之间的最后一道人工屏障，起着工程屏障、水力学屏障、化学屏障、传导和散失放射性废物衰变热等重要作用，是地质处置库安全性和稳定性的有效保障。缓冲材料在地质处置库中处于放射衰变热、地壳应力、水力、化学和辐射等的多场耦合作用下，其行为与常规行为有着巨大的差别，其变化规律一直是材料科学前言性课题。因此，研究缓冲材料在热-水-力-化学多场耦合条件下的特性变化具有重要意义。

模拟高放废物地质处置室特性的系统(中国专利ZL200910136748.3)提供了一种多场耦合条件下缓冲材料热-水-力-化学耦合试验装置，适于模拟处置库条件下的缓冲材料Mock-up长期试验。缓冲材料多场耦合试验台架一般包括垂直罐体、膨润土块、加热器、注水装置以及数据采集系统等部分，为轴对称结构。为了模拟高放废物地质处置库围岩环境，在多场耦合大型试验台架中，整个试验台架罐体必须完全密闭，模拟围岩的地应力条件，这就需要顶盖装置与桶状不锈钢腔体实现无缝连接。罐体中心的加热器是用来模拟高放废物处置罐的衰变放热现象，在高放废物地质处置库中，废物罐的位移变化情况关系到整个处置库的稳定运行，因此在顶盖的中心位置预留加热器的导向通道，可以实现加热器的固定和移动两种状态下的试验研究。为了系统获得缓冲材料中的温度、湿度、应力、变形、位移和化学等参数，大型试验台架中放置不同类型的传感器，用以监测膨润土在热-水-力-化学多场耦合作用下的长期性能，为处置库建设提供基本的设计参数，因此整个试验台架安装有100多支不同类型的传感器，种类繁多，导线错综复杂，为了减少导线数据间信号干扰，必须保证每支传感器导线单独引出，顶盖的出线口设计异常关键。因此顶盖装置是整个桶状不锈钢试验腔体的重要构件之一，起着密封试验腔体、固定或移动加热器和引出导线等作用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于缓冲材料试验台架腔体的顶盖装置，该装置解决了试验腔体的密封、固定或移动加热器和导线引出的技术问题。

本发明采用了如下技术方案：

一种用于缓冲材料试验台架腔体的顶盖装置，该装置包括吊环、加热器接管、平盖、出线组件和导向组件；平盖上开有出线通道，出线通道内设有出线组件；平盖上开有若干个吊环孔，每个吊环孔内各设有一个吊环；平盖中心开有导向通道，导向通道内设有导向组件，加热器接管穿过平盖中心的导向孔。

一种用于缓冲材料试验台架腔体的顶盖装置，所述的平盖上开有采集孔，采集孔内设有采集管。

一种用于缓冲材料试验台架腔体的顶盖装置，所述的出线组件包括密封塞、密封片，密封片下部插在平盖的出线孔内，密封塞嵌在平盖的出线孔内，且密封塞位于与密封片下方。

一种用于缓冲材料试验台架腔体的顶盖装置，所述的密封片通过螺栓与平盖固定连接。

一种用于缓冲材料试验台架腔体的顶盖装置，所述的导向组件包括螺栓、水平螺杆，加热器接管开有贯通的水平圆孔，水平螺杆贯穿该水平圆孔。

一种用于缓冲材料试验台架腔体的顶盖装置，所述的水平螺杆与平盖之间设有密封片。

一种用于缓冲材料试验台架腔体的顶盖装置，所述的水平螺杆通过螺栓、平盖上的螺栓孔与平盖(12)连接。

一种用于缓冲材料试验台架腔体的顶盖装置，所述的平盖的导向孔上端面处开有凹槽，该凹槽内嵌有密封圈。

一种用于缓冲材料试验台架腔体的顶盖装置，所述的平盖底部涂有防腐层。

本发明的有益效果是：

本发明提供的一种用于缓冲材料试验台架腔体的顶盖装置，不仅实现平盖与桶状不锈钢腔体的密封效果，还起着样品采集、传感器导线引出等作用，且吊装安放方便，起到了一盖多用的效果。

本发明提供的一种用于缓冲材料试验台架腔体的顶盖装置，加热器接管开有贯通的水平圆孔，采用水平螺杆连接平盖与加热器接管，当水平螺杆与六角螺栓拧固时，可以实现加热器固定状态下的试验研究；当拆除水平螺杆后，加热器可以上下自由移动。

本发明提供的一种用于缓冲材料试验台架腔体的顶盖装置，顶盖出线通道采用分体式带有孔洞的聚四氟乙烯塞引出不同类型的传感器导线，实现单孔单线引出，减少导线之间信号干扰，增加数据的可信度和准确度。

本发明提供的一种用于缓冲材料试验台架腔体的顶盖装置，顶盖上预留采集管，可以收集和量测缓冲材料多场耦合大型试验台架装置中溢出的气体和液体，也可以作为取样孔，用于试验运行中缓冲材料的样品采集。

附图说明

图1为本发明所提供的一种用于缓冲材料试验台架腔体的顶盖装置剖面结构示意图；

图2为本发明所提供的一种用于缓冲材料试验台架腔体的平盖俯视示意图；

图3为本发明所提供的一种用于缓冲材料试验台架腔体的平盖A-A截面示意图。

图中：1-螺栓、2-密封塞、3-密封片、4-吊环、5-密封片、6-螺栓、7-密封圈、8-加热器接管、9-水平螺杆、10-采集管、11-六角螺栓、12-平盖、13-密封圈、14-不锈钢腔体、15-六角螺栓孔、16-螺栓孔、17-出线孔、18-吊环孔、19-螺栓孔、20-导向孔。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的一种用于缓冲材料试验台架腔体的顶盖装置作进一步说明。

如图1所示，本发明所提供的一种用于缓冲材料试验台架腔体的顶盖装置，包括吊环4、加热器接管8、水平螺杆9、采集管10、平盖12、出线组件以及导向组件。平盖12通过36个六角螺栓11与缓冲材料试验台架的不锈钢腔体14固定连接，平盖12与不锈钢腔体14之间接触处设有密封圈13。平盖12上开有12个出线通道，每个出线通道内各设有一个出线组件，该出线组件包括螺栓1、密封塞2、密封片3，密封片3下部凸台插在平盖12的出线孔17内，密封片3通过螺栓1、平盖12的螺栓孔16与平盖12固定连接；密封塞2嵌在平盖12的出线孔17内，且密封塞2顶部与密封片3底部接触。平盖12上沿周向均匀间隔开有4个吊环孔18，4个吊环4底部各自插在一个吊环孔18内，且吊环4与吊环孔18之间通过螺纹连接，吊环4用于吊装该顶盖装置；平盖12上开有一个采集孔，采集管10底部焊接在采集孔内；平盖12正中心开有导向通道，导向通道内设有导向组件，该导向组件包括密封片5、螺栓6、水平螺杆9，加热器接管8穿过平盖12的导向孔20，平盖12的导向孔20上端面处开有凹槽，该凹槽内嵌有密封圈7，加热器接管8开有贯通的水平圆孔，水平螺杆9贯穿该水平圆孔，水平螺杆9的两端通过两个螺栓6、平盖12上的两个螺栓孔19与平盖12固定连接，水平螺杆9与平盖12之间设有密封片5，且水平螺杆9与平盖12之间留有间隙。

本发明所提供的一种用于缓冲材料试验台架腔体的顶盖装置的所有零件均采用不锈钢制成；

平盖12底部涂有防腐层，防止接触面与缓冲材料出现腐蚀现象，且贯通孔底部需作倒角处理，用于导向、采集、出线、吊装和紧固等作用；平盖12与桶状不锈钢腔体14通过密封圈13实现无缝连接。

六角螺栓孔15与不锈钢腔体14贯通，保证每个螺栓施加的预紧力大致相同，可以提供足够的强度防止台架破坏和泄露。出线通道用于不同类型传感器导线引出。导向通道用于加热器的安装导向和密封。采集管10可以收集和量测缓冲材料多场耦合大型试验台架装置中溢出的气体和液体，也可以作为取样孔，用于试验运行中缓冲材料的样品采集。

密封圈13采用柔性石墨材质制作，耐腐蚀抗高温，弹性好，具有较高的机械强度，能够承受一定的挤压变形，防止试验台架中缓冲材料和液体从平盖12与桶状不锈钢腔体14的缝隙中挤压渗出。

上面结合附图和实施例对本发明作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。本发明中未作详细描述的内容均可以采用现有技术。

Claims (9)

1.一种用于缓冲材料试验台架腔体的顶盖装置，其特征在于：该装置包括吊环(4)、加热器接管(8)、平盖(12)、出线组件和导向组件；平盖(12)上开有出线通道，出线通道内设有出线组件；平盖(12)上开有若干个吊环孔(18)，每个吊环孔(18)内各设有一个吊环(4)；平盖(12)中心开有导向通道，导向通道内设有导向组件，加热器接管(8)穿过平盖(12)中心的导向孔(20)。

2.根据权利要求1所述的一种用于缓冲材料试验台架腔体的顶盖装置，其特征在于：所述的平盖(12)上开有采集孔，采集孔内设有采集管(10)。

3.根据权利要求2所述的一种用于缓冲材料试验台架腔体的顶盖装置，其特征在于：所述的出线组件包括密封塞(2)、密封片(3)，密封片(3)下部插在平盖(12)的出线孔(17)内，密封塞(2)嵌在平盖(12)的出线孔(17)内，且密封塞(2)位于与密封片(3)下方。

4.根据权利要求3所述的一种用于缓冲材料试验台架腔体的顶盖装置，其特征在于：所述的密封片(3)通过螺栓(1)与平盖(12)固定连接。

5.根据权利要求4所述的一种用于缓冲材料试验台架腔体的顶盖装置，其特征在于：所述的导向组件包括螺栓(6)、水平螺杆(9)，加热器接管(8)开有贯通的水平圆孔，水平螺杆(9)贯穿该水平圆孔。

6.根据权利要求5所述的一种用于缓冲材料试验台架腔体的顶盖装置，其特征在于：所述的水平螺杆(9)与平盖(12)之间设有密封片(5)。

7.根据权利要求6所述的一种用于缓冲材料试验台架腔体的顶盖装置，其特征在于：所述的水平螺杆(9)通过螺栓(6)、平盖(12)上的螺栓孔(19)与平盖(12)连接。

8.根据权利要求7所述的一种用于缓冲材料试验台架腔体的顶盖装置，其特征在于：所述的平盖(12)的导向孔(20)上端面处开有凹槽，该凹槽内嵌有密封圈(7)。

9.根据权利要求7所述的一种用于缓冲材料试验台架腔体的顶盖装置，其特征在于：所述的平盖(12)底部涂有防腐层。