一種與活性陽極間距保持不變的跟隨陰極裝置及應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于電化學(xué)電解技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種與活性陽極間距保持不變的跟隨 陰極裝置及應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 高溫氣冷堆乏燃料的后處理非常重要，需要針對其使用的球形燃料元件結(jié)構(gòu)的特 殊性，進(jìn)行專門的解體研究。在各種解體方法中，電化學(xué)插層法條件溫和，不釋放放射性核 素，是較為適宜的方法。
[0003] 電化學(xué)插層法中，球形燃料元件作為活性陽極不斷縮小，如果陰極采用常規(guī)的固 定不動的形式，則陰陽極間距就會不斷增大，導(dǎo)致電解過程的焦耳熱不斷增大，不僅降低了 電流的能量效率，也增加了系統(tǒng)的冷卻負(fù)擔(dān)。
[0004] 降低電解過程電阻的方法是優(yōu)化電極的空間布置；并使陰極可以移動，隨著活性 陽極的縮小而跟隨靠近。然而，各個(gè)陰極板在移動時(shí)會相互阻擋，使各個(gè)陰極板之間交錯(cuò)開 槽的常規(guī)方法又會導(dǎo)致陰極板有效面積的損失。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明提供了一種與活性陽極間距保持不變的跟隨陰極裝置，具體技術(shù)方案如 下：
[0006] -種與活性陽極間距保持不變的跟隨陰極裝置，所述陰極裝置包括4個(gè)異型平 板；所述異型平板按活性陽極的外接正方形的四邊布置；在活性陽極縮小時(shí)，沿著正方形 的對角線向正方形的中心移動。
[0007] 所述4個(gè)異型平板的移動速度均相同，為活性陽極縮小速度的^倍。
[0008] 如上所述的跟隨陰極裝置可用作電化學(xué)插層法解體高溫堆燃料元件基體石墨時(shí) 的陰極。
[0009] 具體步驟包括：
[0010] (1)用電解槽的機(jī)械裝置將所述跟隨陰極裝置的4個(gè)異型平板的手柄夾緊，4個(gè)異 型平板按燃料元件活性陽極的外接正方形的四邊布置，實(shí)現(xiàn)機(jī)械安裝；
[0011] (2)連接電解槽電源負(fù)極的導(dǎo)線用螺絲-螺母形式穿過4個(gè)異型平板的手柄上的 通孔并夾緊，實(shí)現(xiàn)電連接；
[0012] (3)電解時(shí)，電解槽的機(jī)械裝置帶動4個(gè)異型平板沿著正方形的對角線向正方形 的中心移動，移動速度的大小為活性陽極縮小速度的倍。
[0013] 本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：①可以用于具有球形活性陽極的電解過程，有效降低了電 解過程中的電阻；②不損失陰極板有效面積；③結(jié)構(gòu)簡單，易于安裝；④該裝置為不銹鋼制 造，成本低廉，耐腐蝕。
【附圖說明】
[0014] 圖1 :一種保持與活性陽極間距不變的跟隨陰極裝置的45°角視圖。
[0015] 圖2 :-種保持與活性陽極間距不變的跟隨陰極裝置的異型平板布置和運(yùn)動俯視 示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016] 下面結(jié)合附圖及具體實(shí)例，對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0017] 實(shí)施例1
[0018] 本實(shí)施例為本發(fā)明一種保持與活性陽極間距不變的跟隨陰極裝置，用于放射性條 件下含有球形活性陽極的電解過程，具體操作步驟如下：用電解槽的機(jī)械裝置將所述跟隨 陰極裝置的4個(gè)異型平板的手柄夾緊，4個(gè)異型平板按球形燃料元件活性陽極的外接正方 形的四邊布置，實(shí)現(xiàn)機(jī)械安裝；連接電解槽電源負(fù)極的導(dǎo)線用螺絲_螺母形式穿過4個(gè)異型 平板的手柄上的通孔并夾緊，實(shí)現(xiàn)電連接；電解時(shí)，電解槽的機(jī)械裝置帶動4個(gè)異型平板沿 著正方形的對角線向正方形的中心移動，移動速度的大小為活性陽極縮小速度的+倍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種與活性陽極間距保持不變的跟隨陰極裝置，其特征在于，所述陰極裝置包括4 個(gè)異型平板；所述異型平板按活性陽極的外接正方形的四邊布置；在活性陽極縮小時(shí)，沿 著正方形的對角線向正方形的中心移動。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的跟隨陰極裝置，其特征在于，所述4個(gè)異型平板的移動速度均 相同，為活性陽極縮小速度的^/5倍。3. 權(quán)利要求1-2任一項(xiàng)所述的跟隨陰極裝置在電化學(xué)插層法解體高溫堆燃料元件基 體石墨中的應(yīng)用，其特征在于，所述跟隨陰極裝置用作電化學(xué)插層法解體高溫堆燃料元件 基體石墨時(shí)的陰極。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的應(yīng)用，其特征在于，具體步驟包括： (1) 用電解槽的機(jī)械裝置將所述跟隨陰極裝置的4個(gè)異型平板的手柄夾緊，4個(gè)異型平 板按燃料元件活性陽極的外接正方形的四邊布置，實(shí)現(xiàn)機(jī)械安裝； (2) 連接電解槽電源負(fù)極的導(dǎo)線用螺絲-螺母形式穿過4個(gè)異型平板的手柄上的通孔 并夾緊，實(shí)現(xiàn)電連接； (3) 電解時(shí)，電解槽的機(jī)械裝置帶動4個(gè)異型平板沿著正方形的對角線向正方形的中
【專利摘要】本發(fā)明屬于電化學(xué)電解技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種與活性陽極間距保持不變的跟隨陰極裝置及其應(yīng)用。所述陰極裝置包括4個(gè)異型平板；異型平板按活性陽極的外接正方形的四邊布置；在活性陽極縮小時(shí)，沿著正方形的對角線向正方形的中心移動。4個(gè)異型平板的移動速度均相同，為活性陽極縮小速度的倍。所述跟隨陰極裝置可用作電化學(xué)插層法解體高溫堆燃料元件基體石墨時(shí)的陰極。本發(fā)明的跟隨陰極裝置結(jié)構(gòu)簡單，陰極極板有效面積大，整個(gè)電解過程保持了陰陽極間距不變，有效降低了電解過程中的電阻。
【IPC分類】C25C7/02, C25D17/12
【公開號】CN105040037
【申請?zhí)枴緾N201510523426
【發(fā)明人】王樹威, 文明芬, 陳靖, 王建晨
【申請人】清華大學(xué)
【公開日】2015年11月11日
【申請日】2015年8月24日