一种与活性阳极间距保持不变的跟随阴极装置及应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于电化学电解技术领域，具体涉及一种与活性阳极间距保持不变的跟随 阴极装置及应用。
【背景技术】
[0002] 高温气冷堆乏燃料的后处理非常重要，需要针对其使用的球形燃料元件结构的特 殊性，进行专门的解体研究。在各种解体方法中，电化学插层法条件温和，不释放放射性核 素，是较为适宜的方法。
[0003] 电化学插层法中，球形燃料元件作为活性阳极不断缩小，如果阴极采用常规的固 定不动的形式，则阴阳极间距就会不断增大，导致电解过程的焦耳热不断增大，不仅降低了 电流的能量效率，也增加了系统的冷却负担。
[0004] 降低电解过程电阻的方法是优化电极的空间布置；并使阴极可以移动，随着活性 阳极的缩小而跟随靠近。然而，各个阴极板在移动时会相互阻挡，使各个阴极板之间交错开 槽的常规方法又会导致阴极板有效面积的损失。
【发明内容】
[0005] 本发明提供了一种与活性阳极间距保持不变的跟随阴极装置，具体技术方案如 下：
[0006] -种与活性阳极间距保持不变的跟随阴极装置，所述阴极装置包括4个异型平 板；所述异型平板按活性阳极的外接正方形的四边布置；在活性阳极缩小时，沿着正方形 的对角线向正方形的中心移动。
[0007] 所述4个异型平板的移动速度均相同，为活性阳极缩小速度的^倍。
[0008] 如上所述的跟随阴极装置可用作电化学插层法解体高温堆燃料元件基体石墨时 的阴极。
[0009] 具体步骤包括：
[0010] (1)用电解槽的机械装置将所述跟随阴极装置的4个异型平板的手柄夹紧，4个异 型平板按燃料元件活性阳极的外接正方形的四边布置，实现机械安装；
[0011] (2)连接电解槽电源负极的导线用螺丝-螺母形式穿过4个异型平板的手柄上的 通孔并夹紧，实现电连接；
[0012] (3)电解时，电解槽的机械装置带动4个异型平板沿着正方形的对角线向正方形 的中心移动，移动速度的大小为活性阳极缩小速度的倍。
[0013] 本发明具有以下优点：①可以用于具有球形活性阳极的电解过程，有效降低了电 解过程中的电阻；②不损失阴极板有效面积；③结构简单，易于安装；④该装置为不锈钢制 造，成本低廉，耐腐蚀。
【附图说明】
[0014] 图1 :一种保持与活性阳极间距不变的跟随阴极装置的45°角视图。
[0015] 图2 :-种保持与活性阳极间距不变的跟随阴极装置的异型平板布置和运动俯视 示意图。
【具体实施方式】
[0016] 下面结合附图及具体实例，对本发明作进一步说明。
[0017] 实施例1
[0018] 本实施例为本发明一种保持与活性阳极间距不变的跟随阴极装置，用于放射性条 件下含有球形活性阳极的电解过程，具体操作步骤如下：用电解槽的机械装置将所述跟随 阴极装置的4个异型平板的手柄夹紧，4个异型平板按球形燃料元件活性阳极的外接正方 形的四边布置，实现机械安装；连接电解槽电源负极的导线用螺丝_螺母形式穿过4个异型 平板的手柄上的通孔并夹紧，实现电连接；电解时，电解槽的机械装置带动4个异型平板沿 着正方形的对角线向正方形的中心移动，移动速度的大小为活性阳极缩小速度的+倍。
【主权项】
1. 一种与活性阳极间距保持不变的跟随阴极装置，其特征在于，所述阴极装置包括4 个异型平板；所述异型平板按活性阳极的外接正方形的四边布置；在活性阳极缩小时，沿 着正方形的对角线向正方形的中心移动。2. 根据权利要求1所述的跟随阴极装置，其特征在于，所述4个异型平板的移动速度均 相同，为活性阳极缩小速度的^/5倍。3. 权利要求1-2任一项所述的跟随阴极装置在电化学插层法解体高温堆燃料元件基 体石墨中的应用，其特征在于，所述跟随阴极装置用作电化学插层法解体高温堆燃料元件 基体石墨时的阴极。4. 根据权利要求3所述的应用，其特征在于，具体步骤包括： (1) 用电解槽的机械装置将所述跟随阴极装置的4个异型平板的手柄夹紧，4个异型平 板按燃料元件活性阳极的外接正方形的四边布置，实现机械安装； (2) 连接电解槽电源负极的导线用螺丝-螺母形式穿过4个异型平板的手柄上的通孔 并夹紧，实现电连接； (3) 电解时，电解槽的机械装置带动4个异型平板沿着正方形的对角线向正方形的中
【专利摘要】本发明属于电化学电解技术领域，具体涉及一种与活性阳极间距保持不变的跟随阴极装置及其应用。所述阴极装置包括4个异型平板；异型平板按活性阳极的外接正方形的四边布置；在活性阳极缩小时，沿着正方形的对角线向正方形的中心移动。4个异型平板的移动速度均相同，为活性阳极缩小速度的倍。所述跟随阴极装置可用作电化学插层法解体高温堆燃料元件基体石墨时的阴极。本发明的跟随阴极装置结构简单，阴极极板有效面积大，整个电解过程保持了阴阳极间距不变，有效降低了电解过程中的电阻。
【IPC分类】C25C7/02, C25D17/12
【公开号】CN105040037
【申请号】CN201510523426
【发明人】王树威, 文明芬, 陈靖, 王建晨
【申请人】清华大学
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年8月24日