[发明专利]一种大型双层薄壁D型截面真空室整体成环工装及工艺方法

说明书

本发明属于磁约束受控热核聚变真空设备制造领域，具体涉及一种大型双层薄壁D型截面真空室整体成环工装及方法，工装包括下部底盘部件、中部连接部件、上部定位部件、整体连接部件。本发明技术方案通过制作成环专用工装，既保证了成环后总体尺寸，又保证了各窗口位置、支撑耳轴位置的安装准确，可以满足真空室成环尺寸及形位公差要求，解决了真空室各扇形段成环组对基准及固定问题。

技术领域

本发明属于磁约束受控热核聚变真空设备制造领域，具体涉及一种夹层真空容器的成环制造工装。

背景技术

为了开发未来新能源，各发达国家都在积极开展以托卡马克为主要途径的磁约束核聚变研究。真空室是磁约束热核聚变研究装置中最主要的部件之一，

真空室共由20个扇形段组成，每个扇形段均为空间双层双曲面薄壁结构，由内壳、流道槽钢、外壳、套管、端面筋板和窗口组件焊接而成，主体材料为镍基合金。真空室中每个扇形段均布置有不同类型窗口，真空室不仅内部装有大量内部件，而且外侧装有支撑结构和大尺寸线圈装置。线圈安装位置与隔断的窗口间隙有限，既要保证成环后总体尺寸，又要保证各窗口位置、支撑耳轴位置的安装准确，真空室成环尺寸及形位公差要求非常高，20个扇形段制造完成后的总体成环是其成功制造的关键。

因此，亟需研制一种大型双层薄壁D型截面真空室整体成环工装及工艺方法，从而顺利完成20个扇形段制造完成后的总体成环。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种大型双层薄壁D型截面真空室整体成环工装及工艺方法，以解决20个扇形段整体成环及其成环后真空室各窗口位置、支撑耳轴的安装位置及其总体尺寸满足要求的问题。

为了实现这一目的，本发明采取的技术方案是：

一种大型双层薄壁D型截面真空室整体成环工装，真空室共由20个扇形段组成，每个扇形段均为空间双层双曲面薄壁结构，包括下部底盘部件、中部连接部件、上部定位部件、整体连接部件；

(1)下部底盘部件

下部底盘部件由上底板Ⅰ、上底板Ⅱ、上底板Ⅲ、工字钢Ⅰ、工字钢Ⅱ、下底板、筋板Ⅰ、环板Ⅰ、环板Ⅱ、筋板Ⅱ、吊耳、筋板Ⅲ、筋板Ⅵ组成；

(1.1)下底板和工字钢

下底板是内径为1880mm，外径为4000mm，厚度为36mm的环板；

下底板中心轴与下底板所在平面相垂直并穿过下底板的几何中心，沿下底板中心轴焊接设置16块工字钢Ⅰ和4块工字钢Ⅱ，每块工字钢Ⅰ和工字钢Ⅱ对应的圆周角都为18°，其中每块工字钢Ⅱ和相邻的两块工字钢Ⅱ之间分别设置3块和5块工字钢Ⅰ；4块工字钢Ⅱ对应4个吊耳的位置；

工字钢Ⅰ是长度为1061mm，规格为25b的工字钢；工字钢Ⅱ是长度为940mm，规格为25b的工字钢；

(1.2)上底板

上底板设置在下底板上部，包括上底板Ⅰ、上底板Ⅱ、上底板Ⅲ，三者沿下底板中心轴由内向外依次与工字钢Ⅰ和工字钢Ⅱ焊接，上底板Ⅰ、上底板Ⅱ、上底板Ⅲ是与下底板平行、同轴，厚度为36mm的同心圆环状结构，三者在同一平面上；

其中上底板Ⅰ的内径为3450mm，外径为4000mm；在上底板Ⅰ的周向设置15个直径为80mm的窗口定位孔，15个窗口定位孔的圆心在直径为3560mm的同一个圆上，具体位置根据真空室中窗口的位置对应设置；其中一个窗口定位孔对应真空室扇形段上选取设定的一个对穿窗口的位置；

上底板Ⅱ的内径为2810mm，外径为3210mm；