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钼电极加热对放射性硼硅酸盐玻璃显微结构与性能影响研究

李箫波 袁青青 李平川 程昌明 唐德礼 叶欣楠 王伟

李箫波, 袁青青, 李平川, 程昌明, 唐德礼, 叶欣楠, 王伟. 钼电极加热对放射性硼硅酸盐玻璃显微结构与性能影响研究[J]. 核动力工程, 2024, 45(S1): 186-191. doi: 10.13832/j.jnpe.2024.S1.0186
引用本文: 李箫波, 袁青青, 李平川, 程昌明, 唐德礼, 叶欣楠, 王伟. 钼电极加热对放射性硼硅酸盐玻璃显微结构与性能影响研究[J]. 核动力工程, 2024, 45(S1): 186-191. doi: 10.13832/j.jnpe.2024.S1.0186
Li Xiaobo, Yuan Qingqing, Li Pingchuan, Cheng Changming, Tang Deli, Ye Xinnan, Wang Wei. Effect of Molybdenum Electrode Heating on Microstructure and Properties of Radioactive Borosilicate Glass[J]. Nuclear Power Engineering, 2024, 45(S1): 186-191. doi: 10.13832/j.jnpe.2024.S1.0186
Citation: Li Xiaobo, Yuan Qingqing, Li Pingchuan, Cheng Changming, Tang Deli, Ye Xinnan, Wang Wei. Effect of Molybdenum Electrode Heating on Microstructure and Properties of Radioactive Borosilicate Glass[J]. Nuclear Power Engineering, 2024, 45(S1): 186-191. doi: 10.13832/j.jnpe.2024.S1.0186

钼电极加热对放射性硼硅酸盐玻璃显微结构与性能影响研究

doi: 10.13832/j.jnpe.2024.S1.0186
基金项目: 2021海南省重大科技计划项目(ZDKJ2021056);中核集团华龙后续机型集中研发项目(JZHL-402-2)
详细信息
    作者简介:

    李箫波(1995—),男,工程师,现主要从事热等离子体应用方面的研究,E-mail: XiaoboLi_SWIP@163.com

    通讯作者:

    袁青青,E-mail: yqq799@outlook.com

  • 中图分类号: TL334

Effect of Molybdenum Electrode Heating on Microstructure and Properties of Radioactive Borosilicate Glass

  • 摘要: 硼硅酸盐玻璃被广泛应用于放射性废物的固化处理。在等离子体高温熔融系统中,含放射性核素的硼硅酸盐玻璃熔池底部和远离热源区域的玻璃体温度相对较低,熔池流动均匀性较差,极大阻碍出料过程。通过引入钼电极辅助加热熔池的方法,探究钼电极对放射性硼硅酸盐玻璃显微结构与性能的影响。实验结果表明,玻璃配方中Na2O质量分数为10%时,能够避免出料玻璃体中析出杂质−钼酸钠和氧化钼;投入钼电极后,电极间玻璃液的初始大电阻特性使其释放大量焦耳热,熔池温度分布均匀性和流动性得到了改善,从而有效促进了出料过程,出料玻璃体重量提升约8.2%、密度提升约14.6%、抗压强度提升约13.6%。本文为开发一种废物容量大、运行时间长的等离子体高温熔融系统提供一定的解决思路。

     

  • 图  1  熔融炉底部钼电极安装位置示意图

    Figure  1.  Schematic Diagram of Installation Position of Molybdenum Electrode at the Bottom of Melting Furnace

    图  2  Na2O-30%下出料玻璃体显微结构及XRD谱线图

    2θ—衍射角

    Figure  2.  Microstructure of Glass with Na2O-30% and XRD Diagram  

    图  3  玻璃体形态

    Figure  3.  Morphology of Glass

    图  4  2种不同工况下玻璃体的微观形貌

    Figure  4.  Micromorphology of Glass under Two Different Conditions

    图  5  玻璃体(含废物)电阻变化曲线

    Figure  5.  Resistance Curve of Glass (including Waste)

    表  1  玻璃体配方

    Table  1.   Composition of Glass

    成分 SiO2 B2O3 CaO Al2O3 TiO2 Na2O
    质量分数/% 45~60 10~18 0~10 5~8 0~3 10~30
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    表  2  2种工况对出料情况及玻璃体性能的影响

    Table  2.   Effects on Discharge and Properties of Glass under Different Conditions

    工况 质量/kg 密度/(g·cm−3) 抗压强度/MPa
    不投入钼电极 29.80 2.25±0.003 48.6±1.9
    投入钼电极 32.25 2.58±0.002 55.2±2.4
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2023-12-28
  • 修回日期:  2024-04-24
  • 刊出日期:  2024-06-15

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