CN111370145A - 一种用于磁约束核聚变真空室内的偏滤器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及磁约束核聚变偏滤器技术领域，具体涉及一种用于磁约束核聚变真空室内的偏滤器。整体结构由内不锈钢支撑板、Dome不锈钢支撑板和外不锈钢支撑板构成，Dome不锈钢支撑板为三角形，布置在内不锈钢支撑板和外不锈钢支撑板之间，内不锈钢支撑板和外不锈钢支撑板都是通过块型支撑组件与Dome不锈钢支撑板连接的，最后整体形状成W型。本发明能够很好的兼容真空室内多套诊断系统的安装与更换，同时在低温泵及第一壁等部件安装之后，仍具有良好的安装、拆卸及可维护性；整体结构简单可靠，重量轻，在真空室内可节省大量宝贵空间，与等离子体的亲近性好且对真空室壁的影响小。
Description
技术领域
本发明涉及磁约束核聚变偏滤器技术领域，具体涉及一种用于磁约束核聚变真空室内的偏滤器。
背景技术
托卡马克装置是研究磁约束核聚变最富有成效的手段之一，偏滤器作为装置最核心的部件之一，首要功能是及时排除来自等离子体的热能及粒子流。
根据国内外偏滤器的研究，面对等离子体材料可选择石墨，碳纤维复合材料和钨等，偏滤器能承受的最大热流密度已从约1MW/m2提升至10MW/m2以上，流道结构和冷却介质的选择也能在一定程度上提高偏滤器的承热载荷的能力。
根据电磁力、结构及热分析，HL-2M偏滤器采用石墨与不锈钢板的组合经济性和可靠性都较好，但是HL-2M真空室内涉及到多套诊断系统、低温泵以及第一壁部件的安装，空间十分有限，如果采用类似ITER偏滤器的Cassette支撑结构，整个偏滤器占据空间大，重量重，增加了安装与拆卸的难度。
因此，针对HL-2M真空室内空间有限，内部件复杂且需具备良好的可维护性，设计一种新型的偏滤器结构是非常有必要的。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种用于磁约束核聚变真空室内的偏滤器,从而使得在磁约束核聚变真空室内腔空间有限，各内部件复杂的情况下，设备仍具备良好的可维护性。
本发明的技术方案如下：
一种用于磁约束核聚变真空室内的偏滤器，整体结构由内不锈钢支撑板、Dome不锈钢支撑板和外不锈钢支撑板构成，Dome不锈钢支撑板为三角形，布置在内不锈钢支撑板和外不锈钢支撑板之间，内不锈钢支撑板和外不锈钢支撑板都是通过块型支撑组件与Dome不锈钢支撑板连接的，最后整体形状成W型；
内不锈钢支撑板和外不锈钢支撑板都是通过块型支撑组件中的两条C型水管与Dome不锈钢支撑板连接的，在C型水管外部设置有块型支撑挡板，在块型支撑挡板外部罩着块型支撑盒，上述连接装置构成了块型支撑组件；
内不锈钢支撑板、Dome不锈钢支撑板和外不锈钢支撑板上下两面设置有螺纹孔，通过特制螺钉与压棒螺母连接用来与石墨块连接，连接好石墨块后的内不锈钢支撑板为内靶板，连接好石墨块后的Dome不锈钢支撑板为Dome靶板，连接好石墨块后的外不锈钢支撑板为外靶板。
一种用于磁约束核聚变真空室内的偏滤器，内不锈钢支撑板、Dome不锈钢支撑板和外不锈钢支撑板板子内部均设置有两条水路，水路贯穿板子整体，从一端进，另一端出。
一种用于磁约束核聚变真空室内的偏滤器，整体结构通过设置在外不锈钢支撑板安装石墨块的背面设置的L型支撑板利用紧固件与外纬环固定；以及设置在内不锈钢支撑板安装石墨块的背面利用紧固件与内纬环固定。
一种用于磁约束核聚变真空室内的偏滤器，其中L型支撑板上开有腰型孔，保证安装W型偏滤器时可准确调整并定位。
一种用于磁约束核聚变真空室内的偏滤器，内纬环与外纬环通过调整螺母和双螺母定位、固定并锁紧在焊接螺柱上，利用焊接螺柱、调整螺母。
一种用于磁约束核聚变真空室内的偏滤器，上述结构通过焊接和螺栓连接成为一个整体。
一种用于磁约束核聚变真空室内的偏滤器，块型支撑盒的内侧使用超音速火焰喷涂Ni62材料进行厚约0.2mm的涂层。
本发明的有益效果在于：
本发明提供的偏滤器结构不限制面对等离子体材料，即可根据托卡马克装置的热流密度载荷大小，选择石墨、碳纤维复合材料、钨等；本发明能够很好的兼容真空室内多套诊断系统的安装与更换，同时在低温泵及第一壁等部件安装之后，仍具有良好的安装、拆卸及可维护性；整体结构简单可靠，重量轻，在真空室内可节省大量宝贵空间，与等离子体的亲近性好且对真空室壁的影响小。
附图说明
图1为本发明偏滤器结构示意图；
图2为本发明的偏滤器支撑组件示意图；
图中：1.内靶板；2.Dome靶板；3.外靶板；4.内纬环；5.L型支撑板；6.外纬环；7.双螺母；8.调整螺母；10.块型支撑组件；101.块型支撑盒；102.块型支撑挡板；11.水管；12.内不锈钢支撑板；13.Dome不锈钢支撑板；14.外不锈钢支撑板。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。
如图1所示，一种用于磁约束核聚变真空室内的偏滤器，整体结构由内不锈钢支撑板12、Dome不锈钢支撑板13和外不锈钢支撑板14构成，Dome不锈钢支撑板13为三角形，布置在内不锈钢支撑板12和外不锈钢支撑板14之间，内不锈钢支撑板12和外不锈钢支撑板14都是通过块型支撑组件10与Dome不锈钢支撑板13连接的，最后整体形状成W型。
内不锈钢支撑板12和外不锈钢支撑板14都是通过块型支撑组件10中的两条C型水管11与Dome不锈钢支撑板13连接的，在C型水管11外部设置有块型支撑挡板102，在块型支撑挡板102外部罩着块型支撑盒101，上述连接装置构成了块型支撑组件10。
内不锈钢支撑板12、Dome不锈钢支撑板13和外不锈钢支撑板14上下两面设置有螺纹孔，通过特制螺钉与压棒螺母连接用来与石墨块连接，连接好石墨块后的内不锈钢支撑板12定义为内靶板1，连接好石墨块后的Dome不锈钢支撑板13定义为Dome靶板2，连接好石墨块后的外不锈钢支撑板14定义为外靶板3。
内不锈钢支撑板12、Dome不锈钢支撑板13和外不锈钢支撑板14板子内部均设置有两条水路，水路贯穿板子整体，从一端进，另一端出。
整体结构通过设置在外不锈钢支撑板14安装石墨块的背面设置的L型支撑板5利用紧固件与外纬环6固定；以及设置在内不锈钢支撑板12安装石墨块的背面利用紧固件与内纬环4固定。
其中L型支撑板5上开有腰型孔，保证安装W型偏滤器时可准确调整并定位；内纬环4与外纬环6通过调整螺母8和双螺母7定位、固定并锁紧在焊接螺柱上，利用焊接螺柱、调整螺母等部件，能够补偿真空室本体、纬环的制造与安装误差，保证纬环定位准确，即可保证整体W型偏滤器模块的型面精度要求。
上述结构通过焊接和螺栓连接成为一个整体，具有良好的强度和柔性，能够满足偏滤器在各种工况下的使用。
各靶板之间错位布置能够避免块型支撑内侧绝大部分位置被等离子体直接作用，但为了增加整体结构的使用寿命，在块型支撑盒101的内侧使用超音速火焰喷涂Ni62材料进行厚约0.2mm的涂层；通过块型支撑件的合理设计与安装定位，在满足结构强度要求的前提，可为各靶板与真空室之间的极向与环向空间节省了大量位置，供诊断部件安装与维护。
Claims (7)
1.一种用于磁约束核聚变真空室内的偏滤器，整体结构由内不锈钢支撑板、Dome不锈钢支撑板和外不锈钢支撑板构成，Dome不锈钢支撑板为三角形，布置在内不锈钢支撑板和外不锈钢支撑板之间，内不锈钢支撑板和外不锈钢支撑板都是通过块型支撑组件与Dome不锈钢支撑板连接的，最后整体形状成W型；
其特征在于：内不锈钢支撑板和外不锈钢支撑板都是通过块型支撑组件中的两条C型水管与Dome不锈钢支撑板连接的，在C型水管外部设置有块型支撑挡板，在块型支撑挡板外部罩着块型支撑盒，上述连接装置构成了块型支撑组件；
内不锈钢支撑板、Dome不锈钢支撑板和外不锈钢支撑板上下两面设置有螺纹孔，通过特制螺钉与压棒螺母连接用来与石墨块连接，连接好石墨块后的内不锈钢支撑板为内靶板，连接好石墨块后的Dome不锈钢支撑板为Dome靶板，连接好石墨块后的外不锈钢支撑板为外靶板。
2.如权利要求1所述的一种用于磁约束核聚变真空室内的偏滤器，其特征在于：内不锈钢支撑板、Dome不锈钢支撑板和外不锈钢支撑板板子内部均设置有两条水路，水路贯穿板子整体，从一端进，另一端出。
3.如权利要求1所述的一种用于磁约束核聚变真空室内的偏滤器，其特征在于：整体结构通过设置在外不锈钢支撑板安装石墨块的背面设置的L型支撑板利用紧固件与外纬环固定；以及设置在内不锈钢支撑板安装石墨块的背面利用紧固件与内纬环固定。
4.如权利要求1所述的一种用于磁约束核聚变真空室内的偏滤器，其特征在于：其中L型支撑板上开有腰型孔，保证安装W型偏滤器时可准确调整并定位。
5.如权利要求1所述的一种用于磁约束核聚变真空室内的偏滤器，其特征在于：内纬环与外纬环通过调整螺母和双螺母定位、固定并锁紧在焊接螺柱上，利用焊接螺柱、调整螺母。
6.如权利要求1所述的一种用于磁约束核聚变真空室内的偏滤器，其特征在于：上述结构通过焊接和螺栓连接成为一个整体。
7.如权利要求1所述的一种用于磁约束核聚变真空室内的偏滤器，其特征在于：块型支撑盒的内侧使用超音速火焰喷涂Ni62材料进行厚约0.2mm的涂层。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112420221A (zh) * | 2020-11-10 | 2021-02-26 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 一种便于正面遥操作维护的聚变堆偏滤器结构 |
| CN114582527A (zh) * | 2022-05-09 | 2022-06-03 | 西南交通大学 | 一种用于准环对称仿星器的偏滤器及其设计方法 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20100046688A1 (en) * | 2008-08-25 | 2010-02-25 | Kotschenreuther Michael T | Magnetic confinement device |
| CN203760089U (zh) * | 2014-02-08 | 2014-08-06 | 中国科学院等离子体物理研究所 | 一种具有适应不同等离子体位型灵活性的偏滤器集成结构 |
| CN104409107A (zh) * | 2014-10-24 | 2015-03-11 | 中国科学院等离子体物理研究所 | 一种超导磁约束聚变堆快热中子耦合水冷产氚固态包层 |
| CN107507651A (zh) * | 2017-08-15 | 2017-12-22 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 一种适用于未来托卡马克聚变堆的双冷回路偏滤器结构 |
| CN108269621A (zh) * | 2016-12-30 | 2018-07-10 | 核工业西南物理研究院 | 一种托卡马克混合偏滤器磁场位形构建方法 |
| CN108615563A (zh) * | 2018-04-02 | 2018-10-02 | 西安交通大学 | 聚变装置偏滤器水冷模块及其应用的偏滤器冷却靶板结构 |
| CN109036590A (zh) * | 2018-08-02 | 2018-12-18 | 中国地质大学（武汉） | 一种三明治结构偏滤器模块及其整体成形的制造方法 |
| CN210606651U (zh) * | 2018-12-25 | 2020-05-22 | 核工业西南物理研究院 | 一种用于磁约束核聚变真空室内的偏滤器 |
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2018
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Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20100046688A1 (en) * | 2008-08-25 | 2010-02-25 | Kotschenreuther Michael T | Magnetic confinement device |
| CN203760089U (zh) * | 2014-02-08 | 2014-08-06 | 中国科学院等离子体物理研究所 | 一种具有适应不同等离子体位型灵活性的偏滤器集成结构 |
| CN104409107A (zh) * | 2014-10-24 | 2015-03-11 | 中国科学院等离子体物理研究所 | 一种超导磁约束聚变堆快热中子耦合水冷产氚固态包层 |
| CN108269621A (zh) * | 2016-12-30 | 2018-07-10 | 核工业西南物理研究院 | 一种托卡马克混合偏滤器磁场位形构建方法 |
| CN107507651A (zh) * | 2017-08-15 | 2017-12-22 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 一种适用于未来托卡马克聚变堆的双冷回路偏滤器结构 |
| CN108615563A (zh) * | 2018-04-02 | 2018-10-02 | 西安交通大学 | 聚变装置偏滤器水冷模块及其应用的偏滤器冷却靶板结构 |
| CN109036590A (zh) * | 2018-08-02 | 2018-12-18 | 中国地质大学（武汉） | 一种三明治结构偏滤器模块及其整体成形的制造方法 |
| CN210606651U (zh) * | 2018-12-25 | 2020-05-22 | 核工业西南物理研究院 | 一种用于磁约束核聚变真空室内的偏滤器 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112420221A (zh) * | 2020-11-10 | 2021-02-26 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 一种便于正面遥操作维护的聚变堆偏滤器结构 |
| CN112420221B (zh) * | 2020-11-10 | 2023-02-03 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 一种便于正面遥操作维护的聚变堆偏滤器结构 |
| CN114582527A (zh) * | 2022-05-09 | 2022-06-03 | 西南交通大学 | 一种用于准环对称仿星器的偏滤器及其设计方法 |
| CN114582527B (zh) * | 2022-05-09 | 2022-07-19 | 西南交通大学 | 一种用于准环对称仿星器的偏滤器及其设计方法 |
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