CN220041405U - 核聚变钨偏滤器平板式靶板制造的固定装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种核聚变钨偏滤器平板式靶板制造的固定装置。其中，所述平板式靶板包括多个钨铜片结构及其下方的铬锆铜/不锈钢复合板；所述工装包括组装式封闭壳体以及设置在所述组装式封闭壳体内的若干分体式固定块，所述分体式固定块用于从周向压紧所述钨铜片结构及其下方的铬锆铜/不锈钢复合板；所述组装式封闭壳体上设有连通内部密封空间的抽真空承接部且设有供所述金属管密封穿出的贯通孔。本实用新型工装结构简单，易于安装和拆卸，利用该工装结构可以方便的制造出高质量焊接界面的钨偏滤器平板式靶板。
Description
技术领域
本实用新型属于磁约束聚变工程技术领域，具体涉及一种核聚变钨偏滤器平板式靶板制造的固定装置。
背景技术
偏滤器是核聚变托卡马克装置的核心部件之一。来自芯部高温等离子体的热量，大部分将由偏滤器所带走，局部热流密度将达到数十MW/m2，是托卡马克装置的主要排热装置。由于受到高能粒子的轰击，因此采用钨材料作为面对等离子体材料，用于减小溅射对芯部高温等离子体的污染。铬锆铜具有较高的导热系数，用于排除热量。采用不锈钢作为支撑结构。在高热流条件下，偏滤器会产生较大的热应力，因此采用无氧铜作为缓冲层以减小热应力。
目前偏滤器用于排热的部分称之为靶板，主流的结构由钨串结构或者平板式结构，例如EAST、WEST和JET等。在换热能力方面，平板式优于钨串结构。已知的现有技术制备的靶板平板式结构，在高热流条件下，部分界面会产生开裂，从而使得传热受阻而烧毁，成为托卡马克运行的重大隐患。
由于不同材料性质的巨大差距，材料间的复合是平板式制备的最重要难题。国际上能制备靶板平板式结构的国家非常稀少，而其又是整个偏滤器的重要部件。因此，研发质量可靠、可长期稳定使用的靶板平板式结构，是目前要解决的问题。
实用新型内容
为克服上述技术的不足，本实用新型提供了一种核聚变钨偏滤器平板式靶板制造的固定装置，平板式靶板由工装固定。该装置结构简单，可靠性高，制备的平板式结构界面焊接质量良好。
为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种核聚变钨偏滤器平板式靶板制造的固定装置，平板式靶板放置在工装内部，由工装固定；所述平板式靶板包括多个钨铜片结构及其下方的铬锆铜/不锈钢复合板；所述工装包括组装式封闭壳体以及设置在所述组装式封闭壳体内的若干分体式固定块，所述分体式固定块用于从周向压紧所述钨铜片结构及其下方的铬锆铜/不锈钢复合板；所述组装式封闭壳体上设有连通内部密封空间的抽真空承接部且设有供抽气管密封穿出的贯通孔。
进一步地，所述组装式封闭壳体一端开通孔，孔上焊接有对外的抽气管，焊缝密封性良好。
进一步地，所述组装式封闭壳体由前盖板、后盖板和壳体框架氩弧焊后形成；所述前盖板位于上压块、下压块和平板式靶板的水平一侧，后盖板位于前盖板的对侧；壳体框架位于平板式靶板四周；所述上压块、下压块在平板式靶板上面和下面，紧密配合。
进一步地，所述壳体框架、前盖板、后盖板共同将上压块、下压块包住，上压块、下压块共同将平板式靶板包住。
进一步地，所述若干分体式固定块包裹在平板式靶板四周，用于固定平板式靶板；所述若干分体式固定块包括上压块、下压块，所述上压块、下压块在平板式靶板上面和下面，紧密配合。
进一步地，所述平板式靶板由钨铜片、铬锆铜和不锈钢组成，钨铜片、铬锆铜和不锈钢由若干分体式固定块压紧。
有益效果：
本实用新型简单可靠，易于实施。通过其实施，可以制备出界面质量可靠、可长期稳定使用的靶板平板式结构。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型的一个实施例工装的使用结构立体图。
图2是本实用新型一个实施例工装的使用结构分解图。
图中附图标记说明：1-抽气管；2-前盖板；3-上压块；4-下压块；5-平板式靶板；6-壳体框架；7-后盖板。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。
图1和图2示出了本实用新型一个较佳的实施例的结构示意图。本实用新型的核聚变钨偏滤器平板式靶板的固定装置包括抽气管1、前盖板2、上压块3、下压块4、壳体框架6和后盖板7。平板式靶板5由钨铜片、铬锆铜与不锈钢叠放而成。所述上压块3、下压块4在平板式靶板5上面和下面，紧密配合。所述前盖板2位于上压块3、下压块4和平板式靶板5的水平一侧，后盖板7位于前盖板2的对侧。壳体框架6位于平板式靶板5四周。壳体框架6、前盖板2、后盖板7共同将上压块3、下压块4包住，上压块3、下压块4共同将平板式靶板5包住。壳体框架6、前盖板2、后盖板7之间采用氩弧焊进行焊接。抽气管1位于前盖板2的打孔位置。其中前盖板2、后盖板7、壳体框架6和抽气管1，采用氩弧焊焊接。
所述钨铜片是钨与铜的结合体，钨片由钨板切割而来，钨片表面抛光，然后将铜融化，在真空条件下浇铸在钨片上，待冷却至室温后，将钨铜复合件进行机加工，至设计尺寸，一般铜厚度为1mm；
所述铬锆铜与不锈钢块采用机加工的方式，将铬锆铜与不锈钢切割成设计尺寸，钨铜片可以完成覆盖铬锆铜的一个面，此面正对的表面与不锈钢复合。特别要求钨铜片/铬锆铜结合面，以及铬锆铜/不锈钢结合面，均需抛光处理；
所述上压块3、下压块4根据平板式靶板5的外形轮廓制备。上压块3、下压块4的内表面与平板式靶板5的外轮廓表面紧密配合。
所述前盖板2、后盖板7和壳体框架6采用机加工的方式制造。所述前盖板2、后盖板7与平板式靶板5前后紧密配合，所述壳体框架6与上压块3、下压块4紧密配合。
所述前盖板2、后盖板7、壳体框架6、抽气管1采用氩弧焊方式进行焊接，要求焊接气密性良好，不漏气；
通过抽气金属管对封闭的壳体内部进行抽真空处理，内部真空度达到10-3Pa量级。
使用时，首先将平板式靶板5涉及到的所有材料按照从下到上顺序装好：不锈钢、铬锆铜、钨铜片，装配时尽量保证装配精度，然后将上压块3、下压块4压在装配好的平板式靶板5上，上压块3、下压块4与平板式靶板5紧密配合。然后，将前盖板2、后盖板7和壳体框架6氩弧焊后形成的组装式封闭壳体装配在上压块3、下压块4外部，组装式封闭壳体所有连接部分焊接完好，不漏气。组装式封闭壳体与上压块3、下压块4保留一定缝隙。组装式封闭壳体一个侧面开有贯通孔，在贯通孔上焊接抽气管1。抽气管1为金属管。通过抽气管1对组装式封闭壳体内部进行抽真空处理，内部真空度达到10-3Pa量级。随后，将固定装置放入真空炉内，并设定炉内的温度从常温升至300-800摄氏度，然后保温1-10小时,之后随炉降温至常温；同时设定炉内压力从常压升至50-150MPa，然后保压1-10小时，之后降至常压；完成上述工作后，从真空炉内取出试件，将固定装置破开，然后取出平板式靶板5。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质，对以上实施例所做出任何简单修改和同等变化，均落入本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种核聚变钨偏滤器平板式靶板制造的固定装置，其特征在于，平板式靶板放置在工装内部，由工装固定；所述平板式靶板包括多个钨铜片结构及其下方的铬锆铜/不锈钢复合板；所述工装包括组装式封闭壳体以及设置在所述组装式封闭壳体内的若干分体式固定块，所述分体式固定块用于从周向压紧所述钨铜片结构及其下方的铬锆铜/不锈钢复合板；所述组装式封闭壳体上设有连通内部密封空间的抽真空承接部且设有供抽气管密封穿出的贯通孔。
2.根据权利要求1所述的核聚变钨偏滤器平板式靶板制造的固定装置，其特征在于：所述组装式封闭壳体一端开通孔，孔上焊接有对外的抽气管，焊缝密封性良好。
3.根据权利要求1所述的核聚变钨偏滤器平板式靶板制造的固定装置，其特征在于：所述组装式封闭壳体由前盖板、后盖板和壳体框架氩弧焊后形成；所述前盖板位于上压块、下压块和平板式靶板的水平一侧，后盖板位于前盖板的对侧；壳体框架位于平板式靶板四周；所述上压块、下压块在平板式靶板上面和下面，紧密配合。
4.根据权利要求3所述的核聚变钨偏滤器平板式靶板制造的固定装置，其特征在于：所述壳体框架、前盖板、后盖板共同将上压块、下压块包住，上压块、下压块共同将平板式靶板包住。
5.根据权利要求1所述的核聚变钨偏滤器平板式靶板制造的固定装置，其特征在于：所述若干分体式固定块包裹在平板式靶板四周，用于固定平板式靶板；所述若干分体式固定块包括上压块、下压块，所述上压块、下压块在平板式靶板上面和下面，紧密配合。
6.根据权利要求3所述的核聚变钨偏滤器平板式靶板制造的固定装置，其特征在于：所述平板式靶板由钨铜片、铬锆铜和不锈钢组成，钨铜片、铬锆铜和不锈钢由若干分体式固定块压紧。
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