[实用新型]一种热沉冷却水管的连接结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及托卡马克聚变实验技术领域，尤其涉及一种用于托卡马克聚变实验装置内部热沉的冷却水的进出口处的热沉冷却水管的连接结构。

背景技术

目前，铜热沉技术被大量应用于托卡马克聚变实验装置中，铜热沉具有高强度、高热导率等特点，主要用于支撑第一壁部件并及时带走实验过程中辐射到第一壁上的热量。铜热沉通过支架安装在装置真空室壁上，其冷却水进出口使用不锈钢管与装置主水管连接。在聚变实验过程中，装置内部部件常受到热应力和电磁力等载荷的共同影响，热沉的冷却水进出口处往往是最薄弱的环节。实验过程中，热沉水管一旦发生破裂，将致使大量冷却水泄漏进入真空室，破坏装置的真空度，使实验中止，并可能危害装置的安全。因此，设计一种适宜的热沉过渡水管结构，使其具有高强度和高可靠性，从而满足目前装置内部热沉应用需要是目前迫切需要解决的问题。

实用新型内容

本实用新型目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种热沉冷却水管的连接结构。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种热沉冷却水管的连接结构，包括有热沉基体、两个过渡复合水管和两根波纹管，在所述的热沉基体的内部设有冷却水道，在热沉基体内部热沉水路的两端分别设有热沉水管孔，所述的过渡复合水管分别与热沉水管孔焊接连接，两根波纹管分别与过渡复合水管焊接连接。

所述的热沉基体为锥弧面式结构，材质为铬锆铜或铬青铜，在热沉基体的表面设有多个用于安装第一壁部件的螺纹孔。

所述的过渡复合水管包括有不锈钢内管、铬锆铜套管和转换弯头，所述的不锈钢内管和铬锆铜套管通过真空钎焊连接，转换弯头根据热沉的安装位置预弯对应角度，转换弯头通过氩弧焊与不锈钢内管端部连接。

所述的铬锆铜套管通过中频感应焊与热沉基体内部热沉水管孔焊接连接；转换弯头的另一端通过氩弧焊与波纹管焊接连接。

所述的波纹管为不锈钢液压波纹管，其能够补偿热沉安装时的位置的偏差，同时在EAST装置试验过程中能够吸收一部分电磁力，从而减小作用在热沉水管根部的地磁载荷，保证热沉水管密封的安全性。

本实用新型的优点是：本实用新型采用复合水管结构极大的增强了热沉冷却水管根部的强度；转换弯头可以根据热沉的安装位置提前进行预弯，在热沉安装到位后再焊接到过渡复合管上；不锈钢波纹管的应用可以解决安装位置偏差并能有效减小装置放电实验过程中热沉水管根部所承受的电磁载荷。

附图说明

图1是本实用新型的热沉基体示意图。

图2是本实用新型的过渡复合水管示意图。

图3是本实用新型所有部件装配完成后示意图。

具体实施方式

如图1、2、3所示，一种热沉冷却水管的连接结构，包括有热沉基体1、两个过渡复合水管7和两根波纹管8，在所述的热沉基体1的内部设有冷却水道9，在热沉基体1内部热沉水路的两端分别设有热沉水管孔3，所述的过渡复合水管7分别与热沉水管孔3焊接连接，两根波纹管8分别与过渡复合水管7焊接连接。

所述的热沉基体1为锥弧面式结构，材质为铬锆铜或铬青铜，在热沉基体1的表面设有多个用于安装第一壁部件的螺纹孔2。

所述的过渡复合水管7包括有不锈钢内管5、铬锆铜套管4和转换弯头6，所述的不锈钢内管5和铬锆铜套管4通过真空钎焊连接，转换弯头6根据热沉的安装位置预弯对应角度，转换弯头6通过氩弧焊与不锈钢内管5端部连接。

所述的铬锆铜套管4通过中频感应焊与热沉基体1内部热沉水管孔3焊接连接；转换弯头6的另一端通过氩弧焊与波纹管8焊接连接。

所述的波纹管8为不锈钢液压波纹管，其能够补偿热沉安装时的位置的偏差，同时在EAST装置试验过程中能够吸收一部分电磁力，从而减小作用在热沉水管根部的地磁载荷，保证热沉水管密封的安全性。

在制作过程中，首先在热沉水路两端加工用于真空钎焊的热沉水管孔，该孔必须严格保证尺寸公差及孔边缘倒角度数要求；铬锆铜套管4和不锈钢内管5严格按照公差要求加工后使用银铜焊料进行真空钎焊，并采用氦质谱进行抽真空负压检漏；热沉基体1与过渡复合管组件7采用中频感应钎焊进行连接，焊接完成后采用外抽真空，内充3MPa氦气的方式氦质谱检漏；转换弯头6根据热沉的实际安装位置的要求，预先弯至45度、60度、90度、120度等角度，在热沉安装到位后，采用氩弧焊将转换弯头6与过渡复合管组件7进行焊接；波纹管8用于最终连接转换弯头和真空室内主冷却水管，波纹管8使用氩弧焊焊接完成后采用外抽真空，内充1MPa氦气的方式氦质谱检漏。