CN212516578U - 一种用于核聚变装置的真空抽气装置 - Google Patents

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蔡潇
曹曾
冉红
张炜
李瑞鋆
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Abstract

本实用新型属于核聚变真空技术领域，具体涉及一种用于核聚变装置的真空抽气装置，该装置包括管道水冷却结构组件、多角度波纹管补偿结构组件、真空测量接口、抽气管道、密封法兰一和密封法兰二，其中密封法兰一连接在抽气管道的一端，真空测量接口、管道水冷却结构组件和多角度波纹管补偿结构组件向后依次固定连接在抽气管道的外壁上，抽气管道的另一端连接密封法兰二。本实用新型可以防止真空室在高温烘烤时由于热传导及热辐射引起真空抽气设备因密封面材料老化、失效造成真空设备漏气损坏，能够对因真空室窗口法兰及连接管道因焊接变形引起的径向，横向、极向的角度偏移在一定范围内进行补偿修正，满足后端连接设备安装精度要求。

Description

一种用于核聚变装置的真空抽气装置
技术领域
本实用新型属于核聚变真空技术领域，具体涉及一种用于核聚变装置的真空抽气装置。
背景技术
未来聚变装置要保证长时间安全地运行，需要确保产生与维持等离子体运行的真空室为一个超高真空环境，真空度要达到10-5Pa量级。真空抽气***的功能就是为聚变反应提供实验运行真空环境。因此要求***在聚变装置实验期间安全、可靠的运转。目前，绝大多数聚变装置在进行实验前都要进行300度以上高温烘烤，去除真空室器壁内残余水气，而真空抽气设备的橡胶密封材料都无法在高温下长时间正常工作；另外真空室窗口及连接管道在焊接时都会引起角度微小偏移，会影响到后段设备的安装精度。目前国内外大型核聚变真空室抽气装置普遍通过延长抽气管道的长度使烘烤热量传导距离加大增加散热面积达到保护橡胶密封材料在正常工作范围内工作的方法。此种方法对安装空间要求高，另外具有管道散热速度低等缺点。
因此需要提供一种用于核聚变装置的真空抽气装置，以解决现有技术存在的不足。
实用新型内容
本实用新型目的是针对上述现有技术的不足提供一种用于核聚变装置的真空抽气装置，解决真空室在高温烘烤时由于热传导及热辐射引起真空抽气设备因密封面材料老化、失效造成真空设备漏气损坏等问题，又能够对因真空室窗口法兰及连接管道因焊接变形引起的径向，横向、极向的角度偏移在一定范围内进行补偿修正，满足后端连接设备安装精度要求。
本实用新型的技术方案是：
一种用于核聚变装置的真空抽气装置，该装置包括管道水冷却结构组件、多角度波纹管补偿结构组件、真空测量接口、抽气管道、密封法兰一和密封法兰二，其中密封法兰一连接在抽气管道的一端，真空测量接口、管道水冷却结构组件和多角度波纹管补偿结构组件向后依次固定连接在抽气管道的外壁上，抽气管道的另一端连接密封法兰二。
所述的管道水冷却结构组件内部设有三圈水流导向槽。
所述的管道水冷却结构组件上焊接有密封快接口。
所述的多角度波纹管补偿结构组件包括波纹管和可调节支撑连杆，波纹管和可调节支撑连杆分别焊接在抽气管道上。
所述的密封法兰一的一端焊接在抽气管道上，另一端通过氟橡胶和真空抽气设备密封连接。
所述的密封法兰二和真空室连接。
所述的真空测量接口和管道水冷却结构组件焊接固定在抽气管道的外壁上。
本实用新型具有以下有益效果：
(1)本实用新型可以防止真空室在高温烘烤时由于热传导及热辐射引起真空抽气设备因密封面材料老化、失效造成真空设备漏气损坏。
(2)本实用新型能够对因真空室窗口法兰及连接管道因焊接变形引起的径向，横向、极向的角度偏移在一定范围内进行补偿修正，满足后端连接设备安装精度要求。
附图说明
图1是本实用新型所设计的一种应用于核聚变装置的真空抽气工具结构示意图；
其中：1-管道水冷却结构组件；2-多角度波纹管补偿结构组件；3-真空测量接口；4-抽气管道；5-密封法兰一；6-波纹管；7-支撑连杆；8-密封法兰二；9-密封快接口。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本实用新型技术进行进一步描述：
如图1所示，本实用新型提供的一种用于核聚变装置的真空抽气装置，该装置包括管道水冷却结构组件1、多角度波纹管补偿结构组件2、真空测量接口3、抽气管道4、密封法兰一5和密封法兰二8。
密封法兰一5焊接在抽气管道4的一端，真空测量接口3、管道水冷却结构组件1和多角度波纹管补偿结构组件2依次焊接在抽气管道4的外壁上，抽气管道4的另一端焊接密封法兰二8。
密封法兰一5为金属材质，一端焊接在抽气管道4上，另一端通过氟橡胶和真空抽气设备密封连接。
密封法兰二8为金属材质，与真空室通过金属密封连接。
管道水冷却结构组件1由316L不锈钢材料制成，内部为三圈水流导向槽；
多角度波纹管补偿结构组件2主要由316L不锈钢材料制造的高伸缩性不锈钢波纹管6和可调节支撑连杆7组成。
当密封法兰二8及抽气管道4因焊接变形或因真空室烘烤引起了径向，横向、极向的角度偏移时，可以通过调节支撑连杆7的位置拉伸或压缩波纹管6,进行角度补偿修正，从而满足后端连接设备安装精度要求，确保真空设备正常运转；
冷却水通过密封快接口9接入与流出。
目前，绝大多数聚变装置在进行实验前都要进行300度以上高温烘烤，去除真空室器壁内残余水气。设备密封材料的极限工作温度是150度，当真空室从常温烘烤到300度过程中，管道水冷却结构组件1中不通入冷却水，在真空室烘烤温度在300度维持72小时后密封法兰一5外表的温度为180度，超过了设备密封材料150度极限工作温度。
如在烘烤启始阶段就持续通入0.2MPa，10度冷却水，在真空室烘烤温度在300度维持72小时后在密封法兰一5外表的温度为80度，低于设备密封材料150度极限工作温度，达到了保护后端连接真空设备安全运行的目的。
该真空抽气装置的抽气方法包括以下步骤：
步骤(1)在真空抽气管道4安装过程中，通过多角度波纹管补偿结构组件2中支撑连杆7对波纹管6进行调节和角度补偿修正；
步骤(2)在真空室烘烤过程中，向管道水冷却结构组件1中持续通入0.2MPa，10度冷却水，直至烘烤过程结束；
步骤(3)在等离子体物理放电实验结束后，关闭真空抽气设备。
上面结合实施例对本实用新型作了详细说明，但是本实用新型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，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。本实用新型中未作详细描述的内容均可以采用现有技术。

Claims (7)

1.一种用于核聚变装置的真空抽气装置，其特征在于：该装置包括管道水冷却结构组件(1)、多角度波纹管补偿结构组件(2)、真空测量接口(3)、抽气管道(4)、密封法兰一(5)和密封法兰二(8)，其中密封法兰一(5)连接在抽气管道(4)的一端，真空测量接口(3)、管道水冷却结构组件(1)和多角度波纹管补偿结构组件(2)向后依次固定连接在抽气管道(4)的外壁上，抽气管道(4)的另一端连接密封法兰二(8)。
2.根据权利要求1所述的一种用于核聚变装置的真空抽气装置，其特征在于：所述的管道水冷却结构组件(1)内部设有三圈水流导向槽。
3.根据权利要求2所述的一种用于核聚变装置的真空抽气装置，其特征在于：所述的管道水冷却结构组件(1)上焊接密封快接口(9)。
4.根据权利要求3所述的一种用于核聚变装置的真空抽气装置，其特征在于：所述的多角度波纹管补偿结构组件(2)包括波纹管(6)和可调节支撑连杆(7)，波纹管(6)和可调节支撑连杆(7)分别焊接在抽气管道(4)上。
5.根据权利要求4所述的一种用于核聚变装置的真空抽气装置，其特征在于：所述的密封法兰一(5)为金属材质，一端焊接在抽气管道(4)上，另一端通过氟橡胶和真空抽气设备密封连接。
6.根据权利要求5所述的一种用于核聚变装置的真空抽气装置，其特征在于：所述的密封法兰二(8)与真空室密封连接。
7.根据权利要求6所述的一种用于核聚变装置的真空抽气装置，其特征在于：所述的真空测量接口(3)和管道水冷却结构组件(1)焊接固定在抽气管道(4)的外壁上。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN111816330A (zh) * 2020-07-23 2020-10-23 核工业西南物理研究院 一种用于核聚变装置的真空抽气装置及方法

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