CN106582119B - 一种锂化壁处理抽气系统的可再生式锂蒸汽过滤系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种锂化壁处理抽气系统的可再生式锂蒸汽过滤系统，安装在EAST锂化壁处理抽气分子泵与EAST装置真空室之间，在EAST锂化壁处理期间，含有锂蒸汽等颗粒的气体经过该过滤系统时会依次与四套伞状障板系统碰撞而吸附在其上面，从而减小这些有害气体分子达到分子泵的几率，因而可以起到对分子泵的保护；该套过滤系统在使用一段时间后可以利用本身自带的再生系统进行冲洗、烘烤、抽气操作而再生，以便把障板系统及管道器壁上附着的锂涂层等有害物质去除，方便后续继续使用。该系统的成功研制可以最大程度上减小EAST锂化过程中锂蒸汽等有害气体分子对分子泵的影响。

Description

一种锂化壁处理抽气系统的可再生式锂蒸汽过滤系统
技术领域
本发明涉及高真空技术及磁约束聚变技术领域，尤其涉及一种锂化壁处理抽气系统的可再生式锂蒸汽过滤系统。
背景技术
杂质抑制和粒子再循环是托卡马克等离子体的一个重要的研究课题。目前，锂化壁处理已经成为EAST常规的壁处理手段，是EAST物理试验获得高参数的有利保障。锂化壁处理主要是通过锂蒸发时借助辉光放电或者离子回旋放电等手段在托卡马克装置第一壁上镀一层锂膜以达到对等离子体第一壁改性从而达到提高等离子体品质的目的。
由于锂化主要是借助于辉光放电或者离子回旋放电的模式来实现锂蒸发镀膜的，因此，为了维持辉光放电或者离子回旋放电，需要有一套抽气机组对EAST装置实时抽气以保证EAST装置内部气压稳定在0.59a(辉光放电模式)或者0.059a(离子回旋放电模式)；在实验中发现，由于在锂化壁处理过程托卡马克装置内部的锂蒸汽浓度较高，因此在分子泵机组抽气过程中会有大量的锂蒸汽随着抽气过程而被排除，锂蒸汽遇到冷扇叶就会附着在分子泵扇叶上，随着锂化时间的增加以及锂化次数的增多，分子泵叶片上附着的锂层会越来越厚，这样一方面会加重分子泵的运行负担；另外一方面，有些锂原子会附着在分子泵的轴承上，会减弱轴承的运转灵活性；第三方面，分子泵上附着的锂薄当达到一定厚度时会随着分子泵叶片的转动而脱落，脱落的锂涂层碎片对高速运转的分子泵叶片来说是非常大的危害，轻者会影响分子泵正常运行，严重者很可能会把分子泵打碎。
发明内容
本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种锂化壁处理抽气系统的可再生式锂蒸汽过滤系统。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种锂化壁处理抽气系统的可再生式锂蒸汽过滤系统，包括有进气阀、出气阀、再生系统、障板系统、测量规管和腔体，所述的进气阀和出气阀分别与腔体的两个端部连接，所述的障板系统由四套串联的过滤系统组成，四套串联的过滤系统分别安装在腔体内的四个不同的位置，且依次正反放置，所述的再生系统包括有水流冲洗系统、加热带烘烤系统以及真空抽气机组，水流冲洗系统包括有进水阀和出水阀，所述的进水阀和出水阀分别与所述的腔体连接，进水阀连接在第一个和第二个过滤系统之间，出水阀连接在第三个和第四个过滤系统之间，所述的加热带烘烤系统位于腔体的外壁上且位于第二个和第三个过滤系统之间，所述的真空抽气机组连接有抽气阀门一，抽气阀门一分别与抽气阀门二和测量规管连接，抽气阀门二与腔体连接，抽气阀门二连接在第二个和第三个过滤系统之间。
所述的腔体为C字型。
所述的每套过滤系统均是由两块锥形不锈钢板嵌套组合而成的45度伞形状，第一个和第二个过滤系统分别安装在腔体的上侧拐角处，第三个和第四个过滤系统分别安装在腔体的下侧拐角处，且四个过滤系统依次正反放置。
所述的再生系统由水流冲洗系统和加热带烘烤系统以及真空抽气机组组成，水流冲洗系统由进水阀和出水阀组成，可以对过滤系统腔体内部的附着的锂膜等进行浸泡冲刷；加热带烘烤系统可以对冲刷后的过滤系统内部进行烘烤除水；真空抽气机组可以对烘烤侯的过滤系统进行抽真空处理，以便过滤系统达到与主真空连接所需要的真空度。
本发明的优点是：本发明安装在EAST锂化壁处理抽气分子泵与EAST装置真空室之间，在EAST锂化壁处理期间，含有锂蒸汽等颗粒的气体经过该过滤系统时会依次与四套伞状障板系统碰撞而吸附在其上面，从而减小这些有害气体分子达到分子泵的几率，因而可以起到对分子泵的保护；该套过滤系统在使用一段时间后可以利用本身自带的再生系统进行冲洗、烘烤、抽气操作而再生，以便把障板系统及管道器壁上附着的锂涂层等有害物质去除，方便后续继续使用。该系统的成功研制可以最大程度上减小EAST锂化过程中锂蒸汽等有害气体分子对分子泵的影响。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，一种锂化壁处理抽气系统的可再生式锂蒸汽过滤系统，包括有进气阀1、出气阀2、再生系统、障板系统、测量规管8和腔体7，所述的进气阀1和出气阀2分别与腔体7的两个端部连接，所述的障板系统由四套串联的过滤系统组成，四套串联的过滤系统分别安装在腔体7内的四个不同的位置，且依次正反放置，所述的再生系统包括有水流冲洗系统、加热带烘烤系统14以及真空抽气机组9，水流冲洗系统包括有进水阀3和出水阀4，所述的进水阀3和出水阀4分别与所述的腔体7连接，进水阀3连接在第一个和第二个过滤系统10、11之间，出水阀4连接在第三个和第四个过滤系统12、13之间，所述的加热带烘烤系统14位于腔体7的外壁上且位于第二个和第三个过滤系统11、12之间，所述的真空抽气机组9连接有抽气阀门一6，抽气阀门一6分别与抽气阀门二5和测量规管8连接，抽气阀门二5与腔体7连接，抽气阀门二5连接在第二个和第三个过滤系统11、12之间。
所述的腔体7为C字型。
所述的每套过滤系统均是由两块锥形不锈钢板嵌套组合而成的45度伞形状，第一个和第二个过滤系统分别安装在腔体的上侧拐角处，第三个和第四个过滤系统分别安装在腔体的下侧拐角处，且四个过滤系统依次正反放置。
在过滤系统使用时，关闭阀门进气阀1，进水阀3，出水阀4，抽气阀门二5，抽气阀门一6，打开出气阀2，并打开壁处理分子泵机组9对过滤系统进行抽气并对整个系统进行检漏，待整个系统漏率小于1.0×10-109a·m3/S且真空度优于1.0×10-49a时，打开进气阀1，过滤系统开始投入使用。
当经过多轮锂化后，需要对过滤系统进行再生，再生流程如下所述：首先关闭进气阀1，出气阀2，打开抽气阀门二5，慢慢开启抽气阀门一6对过滤系统内部充入少量的氦气，同时严密观察装置主真空室及壁处理分子泵泵口真空规管的真空度，当两处真空度无上升时，说明进气阀1和出气阀2可以关死，此时可以对该过滤系统进行再生;此时关闭抽气阀门二5，并确保出水阀4处于关闭状态，然后打开进水阀3，待过滤系统内部灌满水时关闭进水阀3;待过滤系统内部浸泡30分钟后，打开出水阀4并打开进水阀门3，让水保持流动；一小时侯，关闭进水阀门 3,并保持出水阀4常开；待出水阀门4没有水流出时，接通加热带烘烤系统14对过滤系统腔体7进行加热烘烤至100度除水；烘烤100度维持1小时后，关闭出水阀门4，同时打开抽气阀门二5和抽气阀门一6并连通再生抽气机组9对过滤系统腔体7抽气，待真空规管8的读数小于1.0×10-49a时，切断加热带烘烤系统14，并用再生抽气机组9对过滤系统腔体7继续抽气，待腔体7温度降至常温时，关闭抽气阀门二5和抽气阀门一6，并打开进气阀1，出气阀2阀门，完成一次再生。

Claims (1)

1.一种锂化壁处理抽气系统的可再生式锂蒸汽过滤系统，其特征在于：包括有进气阀、出气阀、再生系统、障板系统、测量规管和腔体，所述的进气阀和出气阀分别与腔体的两个端部连接，所述的障板系统由四套串联的过滤系统组成，四套串联的过滤系统分别安装在腔体内的四个不同的位置，且依次正反放置，所述的再生系统包括有水流冲洗系统、加热带烘烤系统以及真空抽气机组，水流冲洗系统包括有进水阀和出水阀，所述的进水阀和出水阀分别与所述的腔体连接，进水阀连接在第一个和第二个过滤系统之间，出水阀连接在第三个和第四个过滤系统之间，所述的加热带烘烤系统位于腔体的外壁上且位于第二个和第三个过滤系统之间，所述的真空抽气机组连接有抽气阀门一，抽气阀门一分别与抽气阀门二和测量规管连接，抽气阀门二与腔体连接，抽气阀门二连接在第二个和第三个过滤系统之间；
所述的腔体为C字型；
所述的每套过滤系统均是由两块锥形不锈钢板嵌套组合而成的45度伞形状，第一个和第二个过滤系统分别安装在腔体的上侧拐角处，第三个和第四个过滤系统分别安装在腔体的下侧拐角处，且四个过滤系统依次正反放置。
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