[實用新型]一種雙層薄壁槽鋼筋全焊接的環形真空容器

有效

• 申請號: 201420290353.5
• 申請日: 2014-06-03
• 公開（公告）號: CN203858867U
• 公開（公告）日: 2014-10-01
• 發明（設計）人: 冉紅;曹曾;李勇;蔡立君;侯吉來;宋斌斌
• 申請（專利權）人: 核工業西南物理研究院
• 主分類號: G21B1/17
• 分類號: G21B1/17
• 代理公司: 核工業專利中心 11007
• 代理人: 高尚梅

技術領域

本發明涉及一種雙層薄壁槽鋼筋全焊接的環形真空容器，具體涉及一種適用于核聚變裝置領域中的真空容器。

背景技術

在現代常規磁體的熱核聚變實驗裝置運行過程中，由于等離子體運行的環形真空容器處于復雜的電磁環境里，其結構必須符合常規磁體核聚變實驗裝置的工程和物理設計要求，要有足夠的強度承受包括重量、氣壓、冷熱媒質壓強、溫升、各種電磁力沖擊等作用的影響，又要滿足相應的電磁參數要求，其中最重要的要求是有足夠高的環向電阻，以利于真空容器內氣體擊穿和初始等離子體電流的建立。一般真空容器選用不銹鋼材料制造，通過增加容器的壁厚來加強整體的結構強度，采用波紋管段或分段絕緣形式來增加其環向電阻值，但這些方式不但會加大容器的尺寸和重量，還使得容器結構復雜且不易加工。

發明內容

本發明的目的是提供一種雙層薄壁槽鋼筋全焊接的環形真空容器，它能既簡化容器結構又滿足常規磁體核聚變實驗裝置的工程和物理要求，其結構簡單且能滿足裝置的強度和環向電阻要求。

本發明是這樣實現的，一種雙層薄壁槽鋼筋全焊接的環形真空容器，它包括多個D形截面的扇形段，每個扇形段包括內壁、外壁、槽鋼筋和窗口，內壁、外壁和槽鋼筋連為一個整體，每個扇形段夾層布有多條槽鋼筋，外壁上有與各自槽鋼筋位置對應的塞焊孔。

所述的多個扇形段焊接在一起構成環形真空容器。

所述的內壁、外壁、槽鋼筋選用Inconel625鎳基材料。

本發明的優點是，器壁結構簡單又能滿足常規磁體核聚變實驗裝置真空容器的結構強度和環向電阻要求，加工焊接容易，重量輕。

附圖說明

圖1為一種雙層薄壁槽鋼筋全焊接的環形真空容器結構圖；

圖2為圖1的俯視圖；

圖3為器壁結構圖；

圖4為槽鋼筋結構圖。

圖中：1內壁，2外壁，3槽鋼筋，4塞焊孔，5窗口。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明進行詳細介紹：

本發明采取的技術路線如下：一種雙層薄壁槽鋼筋全焊接的環形真空容器，容器器壁主要由內壁、外壁和槽鋼筋焊接而成；器壁材料選用鎳基材料-Inconel625。

根據電阻計算公式：R=ρLS---(1)]]>

式中R為電阻，ρ為電阻率，L為長度，S為面積。

由公式(1)可知，電阻大小與材料的電阻率成正比，與面積成反比。容器采用薄壁結構，可以減小截面面積，增大環向電阻值；選用電阻率高和機械性能好的鎳基材料，可以增大環向電阻值同時提高容器的結構強度。容器所采用的薄壁結構，內、外壁厚均為5毫米，經計算環向電阻值達到了146μΩ，比采用相同尺寸不銹鋼材料時的環向電阻值提高了64％；雙層壁間采用多條加強筋結構，通過焊接使得容器整體具有足夠的強度；由于兩壁夾層間距較小且夾層中間加強筋無法與外壁焊接，加強筋選用槽鋼形式，與內壁采用角焊縫連接、與外壁采用塞焊方式連接,通過選用合適的塞焊孔徑和孔間距，保證外壁與槽鋼有足夠的連接強度；槽鋼較寬，與外壁上塞焊孔易對準，且外壁薄，焊接更容易。

如圖所示，一種雙層薄壁槽鋼筋全焊接的環形真空容器。容器材料選用Inconel625鎳基材料。容器上根據核聚變裝置的工程和物理實驗要求開設有大小不一的窗口5。整個容器包括20個D形截面的扇形段；器壁主要由內壁1、外壁2、槽鋼筋3組成；內、外壁厚均為5mm，槽鋼筋厚2.5mm，寬30mm，高20mm。每個扇形段夾層布有多條槽鋼筋3；外壁2上有與各自槽鋼筋3位置對應的塞焊孔4，孔徑為Φ12mm，根據位置不同孔距為50mm—80mm。焊接槽鋼筋3時，先將槽鋼筋3與內壁1通過角焊縫焊接在一起，然后安裝外壁2，并將外壁2上各塞焊孔4與對應的槽鋼筋3對齊，用焊接方式將塞焊孔4填滿，使得內壁1、外壁2和槽鋼筋3連為一個整體；器壁加工好后加工焊接窗口5。待20個扇形段加工完后，再將20段焊接連成一個整環。為使焊縫滿足真空性能要求，焊接全部采用氬弧焊。