[實用新型]一種被動冷卻式托克馬克裝置弱場側第一壁組件

有效

• 申請號: 201621472798.0
• 申請日: 2016-12-30
• 公開（公告）號: CN206532603U
• 公開（公告）日: 2017-09-29
• 發明（設計）人: 林濤;蔡立君;劉健;袁應龍;盧勇;劉雨祥;黃運聰
• 申請（專利權）人: 核工業西南物理研究院
• 主分類號: G21B1/13
• 分類號: G21B1/13
• 代理公司: 核工業專利中心11007
• 代理人: 張檑

技術領域

本實用新型屬于被動冷卻式托克馬克裝置技術領域，具體涉及一種被動冷卻式托克馬克裝置弱場側第一壁組件。

背景技術

在托卡馬卡裝置中，包圍等離子體的第一物理邊界也就是真空室內等離子體面對的部件叫做第一壁。弱場側第一壁位于真空室外輪廓上，屬于真空室內部件范疇。其主要功能是作為面對等離子體的第一個壁壘，在經受高熱負荷的情況下，防止真空室內線圈、真空泵、水管、電纜等不受到等離子體的破壞，并且將作用在第一壁上的熱量傳遞到真空室壁上去。

由于第一壁上作用的熱通量較大，目前國內、國外采用的弱場側第一壁多為主動水冷式第一壁結構。該結構水冷通道設計相對復雜；占用大量真空室內部寶貴的空間；最重要的是存在漏水的風險。

實用新型內容

本實用新型需要解決的技術問題為：現有的主動水冷式第一壁結構，水冷通道設計相對復雜，占用大量真空室內部空間，且存在漏水風險。

本實用新型的技術方案如下所述：

一種被動冷卻式托克馬克裝置弱場側第一壁組件，包括：石墨塊、背板、柔性支撐臂、支撐板和底部支撐座；其中，所述背板為平板狀，用于支撐安裝其他部件；背板的尾部向遠離真空室的方向彎折，使得所述背板形成豎直部分和折彎部分；

若干所述石墨塊設置于背板面向真空室一側的平面上，用于承受等離子體溢出離子的高熱負荷；所述石墨塊為長方體形狀，定義石墨塊的最大尺寸為長度，垂直于所安裝的背板的平面方向上的尺寸為厚度，則設置于背板面向真空室一側平面上的若干石墨塊具有相同的厚度，長度和寬度根據真空室內部輪廓確定，在石墨塊上還分別設置有六角螺釘孔和壓棒孔，所述六角螺釘孔為盲孔，沿石墨塊的厚度方向設置；所述壓棒孔為通孔，貫穿整個石墨塊寬度方向，六角螺釘孔和壓棒孔連通；若干石墨塊在背板面向真空室一側的平面上呈多排排列，位于同一排的石墨塊均有相同的長度和厚度，相鄰的兩個石墨塊之間設置有1mm間隙；同一排石墨塊的壓棒孔同軸線，每排石墨塊的壓棒孔內都被一根壓棒貫穿；每個所述的壓棒兩端均設置有螺紋孔，對應每個螺紋孔，六角螺釘從背板背向真空室一側平面的相應位置處穿過背板，伸入石墨塊的六角螺釘孔中，并與所述螺紋孔相互配合，使得整排石墨塊均壓緊固定于背板面向真空室一側的平面上；

兩個所述柔性支撐臂固定連接于背板背向真空室一側的平面上，截面為“凹”形，用于實現背板同其它部件的連接；

所述支撐板，用于支撐整個背板；支撐板具有支撐板面板，所述支撐板面板通過螺釘連接于兩個所述柔性支撐臂之上；所述支撐板還具有兩個支撐臂，所示支撐臂固定設置于支撐板面板的面板的背面，對整個支撐板面板及安裝于支撐板面板之上的其它部件形成支撐；在所述支撐臂之上還設置有筋板，用于加強對弱場側第一壁的結構強度并增大傳熱面積；

所述底部支撐座與真空室固定連接，同時所述支撐臂也固定連接于底部支撐座之上，使得整個第一壁組件固定連接于真空室內。

優選的，在底部支撐座和支撐臂之間還設置有調整塊，通過改變調整塊的厚度實現石墨塊安裝高度的調整，從而減小安裝誤差，提高安裝精度。

優選的，所述調整塊采用CuCrZr材料制成。

優選的，所述背板的豎直部分和折彎部分之間成155度夾角。

優選的，所述石墨塊的長度×寬度的變化范圍為72mm×69mm～125mm×88mm。

優選的，在六角螺釘上還設置有彈簧墊圈，用于吸收沖擊變形及熱變形，使整體結構連接不至于在受熱的情況下由于膨脹系數不同導致應力集中。

優選的，整個所述支撐板采用CuCrZr材料制成。

本實用新型的有益效果為：

本實用新型采用被動冷卻的第一壁結構形式，滿足承受HL-2M高參數運行的工況，將熱量合理的傳導到真空室上去，最終采用真空室上的水循環系統將熱量帶出裝置，大大的減少真空室寶貴空間的占用；并且解決了主動水冷系統在真空室中漏水的風險，極大的保證了物理實驗的穩定運行。

附圖說明

圖1為本實用新型的第一壁組件在真空室內的安裝示意圖；

圖2為本實用新型的第一壁組件組成示意圖；

圖3為背板局部放大示意圖；

圖4為石墨塊結構示意圖；

圖5為柔性支撐臂結構示意圖；

圖6為支撐板結構示意圖；