Анализатор водорода в топливных таблетках из двуокиси урана

Изобретение относится к высокотемпературному нагреву анализируемых образцов и может быть использовано для анализа металлов на содержание кислорода, азота и водорода, в частности для определения общего водорода в таблетках из двуокиси урана. Технический результат изобретения - упрощение конструкции электродной печи, снижение потребляемой мощности тока. В анализаторе водорода, содержащем высокотемпературную печь для нагрева таблеток из двуокиси урана и молибденовый испаритель, молибденовый испаритель снабжен водоохдаждаемыми тоководами, а между молибденовым испарителем и корпусом печи расположен молибденовый отражающий экран. 1 ил.

 

Изобретение относится к высокотемпературному нагреву анализируемых образцов и может быть использовано для анализа металлов на содержание кислорода, азота и водорода, в частности для определения общего водорода в таблетках из двуокиси урана.

Известен анализатор водорода фирмы LEKO RH-404, снабженный высокотемпературной печью EF-400 мощностью 6,5 кВт, известен также отечественный анализатор АВ-7801 НПО “Черметавтоматика” - Москва, имеющий аналогичную электродную импульсную печь сопротивления.

Анализатор водорода состоит из графитового тигля, в котором при температуре 1800°С в атмосфере инертного газа происходит выделение водорода, который затем измеряется в ячейке по теплопроводности. Сигнал детектора обрабатывается с помощью ЭВМ.

Недостатком известных электродных импульсных печей сопротивления является то, что для разогрева анализируемой пробы используется графитовый тигель, в который помещается проба весом не более 1 грамма.

Малое количество анализируемого вещества не всегда может дать объективную информацию, кроме того, графит при высокой температуре начинает испаряться, загрязняя газовый тракт. Вызывает затруднение сама конструкция печи, которая не позволяет одновременно загрузить 5-6 таблеток в реактор.

Наиболее близким по технической сути и достигаемому результату (прототип) является анализатор водорода в топливных таблетках из двуокиси урана по патенту РФ №2151434, МПК G 21 С 17/06, 1999 г.

В прототипе нагревательный элемент выполнен в виде цилиндра из графита, внутри которого размещен молибденовый испаритель. Нагрев таблеток проводится посредством передачи тепла от электродной графитовой печи через стенки молибденового испарителя.

Недостатком данной конструкции электродной печи анализатора водорода является неэффективное использование электроэнергии при нагреве таблеток в испарителе.

Задача изобретения - упрощение конструкции электродной печи, снижение потребляемой мощности тока.

Поставленная задача решается благодаря тому, что в анализаторе водорода, содержащем высокотемпературную печь для нагрева таблеток из двуокиси урана и молибденовый испаритель, согласно формуле изобретения молибденовый испаритель снабжен водоохлождаемыми тоководами, а между молибденовым испарителем и корпусом печи расположен молибденовый отражающий экран.

Указанная совокупность признаков является новой и обладает изобретательским уровнем, так как нагревательным элементом непосредственно является молибденовый испаритель, к торцам которого подведены два токовода, выполненных в виде колец, обеспечивающих надежный контакт с молибденовым испарителем. Анализатор водорода снабжен молибденовым отражающим экраном для создания равномерного температурного поля вокруг молибденового испарителя, а также для повышения изотермичности рабочей зоны. Корпус печи имеет водяное охлаждение.

На чертеже представлена схема анализатора водорода.

Анализатор водорода состоит из молибденового испарителя 1, водоохлаждаемых тоководов 2, водоохлаждаемого корпуса 3, молибденового отражающего экрана 4, штока доставки в испаритель топливных таблеток 5.

Анализатор водорода работает следующим образом.

С помощью штока 5 топливные таблетки из двуокиси урана помещают в молибденовый испаритель 1, соединенный с источником питания. На водоохлождаемые тоководы 2 подают напряжение от 0 до 18 В. Молибденовый отражающий экран 4 создает равномерное температурное поле вокруг молибденового испарителя. Напряжение изменяется по программе посредством микропроцессора. Скорость разогрева молибденового испарителя составляет 300°С в минуту. При необходимости скорость нагрева может быть изменена или переведена в импульсный режим работы. Для надежного электрического контакта и исключения пригорания поверхности токоподводящих графитовых электродов к молибденовому испарителю на поверхность между ними наносят графитовую пасту. Таблетки нагревают до температуры 1800°С в атмосфере гелия, выделяется анализируемый газ, который потоком гелия доставляется в детектор анализатора. Электрическая схема для нагрева молибденового испарителя обеспечивает необходимую температуру и позволяет регулировать мощность и достигать необходимой температуры анализируемых таблеток из двуокиси урана. Наличие водоохлождаемого корпуса 3 позволяет добиваться оптимальной температуры внутри молибденового испарителя.

В результате использования предложенного изобретения уменьшается электропотребление и упрощается конструкция электродной печи.

Анализатор водорода, содержащий высокотемпературную печь для нагрева таблеток из двуокиси урана, молибденовый испаритель, отличающийся тем, что молибденовый испаритель снабжен водоохлаждаемыми тоководами, а между молибденовым испарителем и корпусом печи расположен молибденовый отражающий экран.