[实用新型]一种复合管道真空穿透组件

说明书

技术领域

本新型属于穿透组件，特别涉及一种复合管道真空穿透组件。

背景技术

气体加料系统是国际热核聚变试验堆(ITER)装置的组成系统之一，它负责将来自气源工厂的工作气体输送到指定的气体阀门箱，然后根据ITER装置运行需要将气体注入到主真空室内。气体注入管线需要沿途穿过低温冷屏和主真空室壁后到达注入点，考虑到低温冷屏的结构和温度特点以及主真空室的高真空气密性要求，需要在两个贯穿处给予特殊的结构考虑，以保证管道在各种工况下安全运行，同时满足管道检测、维护以及工艺性等的要求。复合管道真空穿透组件的设计研究涉及超高真空技术、低温、热力学、流体动力学、机械、材料、中子辐照等多学科，技术含量较高，制造难度较大。整个组件管道结构主要考虑满足高真空密封、大温差造成的位移变化时对管道的影响，以及管道安装、检测、维护和工艺性等方面的要求。

气体注入管线为双层包容管道，其中内管为气体输运管道，管道一端直接需与主真空室相通，主真空室在非送气状态时保持<10^‐4Pa量级的高真空(定期还会240℃左右的烘烤)，另一端与气源端的隔离阀门相接(接到气体阀门箱)；外管为包容管，起二次包容和保护作用，两管间隙内充入惰性气体作为保护气体。

传统这类穿透件，结构都较为简单，如图1所示，一端大气，一端真空，中间以标准CF法兰密封连接到真空室壁。大多数穿透部件还仅仅是单管穿透单层真空的结构，送气管道采用直接密封焊接到标准CF法兰上，当穿透部分发生较大变形位移时(如：低温或高温烘烤)很容易造成真空泄漏，管道结构无法将轴向变形位移传递。特别是对与两级真空压力容器的穿透，如果直接使用传统穿透件，由于两级真空压力容器壁的变形不同极易造成穿透部分真空泄露。

发明内容

本新型针对现有技术缺陷，提供一种复合管道真空穿透组件。

本新型是这样实现的：一种复合管道真空穿透组件，包括

主真空室壁穿透件，主真空室壁穿透件为阶梯状陀螺结构，该主真空室壁穿透件的直径与真空室壁开孔相匹配，

二次包容管道，在主真空室壁穿透件的后端与二次包容管道固定连接，二次包容管道为中空管状零件，在二次包容管道中设置同样为中空管状零件的送气管，二次包容管道连接两侧真空室壁和低温冷屏壁，对内部送气管道的波纹管起到二次包容和保护作用，

冷屏穿透件，二次包容管道的另一端与冷屏穿透件固定连接，冷屏穿透件为中空环形零件，最中心圆环的直径与送气管的尺寸相匹配，外环的内径与二次包容管道的内径相匹配，冷屏穿透件的外径尺寸与低温冷屏壁上的预留通道尺寸相匹配，冷屏穿透件的外环与壁焊接，冷屏穿透件主要起到支撑作用；配合波纹管以及端头结构，将低温冷屏区域的真空边界向右侧延伸

双层波纹管补偿器，冷屏穿透件的另一端与双层波纹管补偿器固定连接，双层波纹管补偿器由直径不同的内外两段套接的波纹管和两端真空接口法兰焊接段组成，其中直径较小的波纹管与冷屏穿透件中较小直径的环相匹配，直径较大的波纹管与冷屏穿透件中较大直径的环相匹配，双层波纹管补偿器解决了多级真空隔离、位移补偿和对气体管道保护的作用，

端头结构，双层波纹管补偿器的另一端与端头结构固定连接，端头结构为带有底面的双层圆柱体结构，其中直径较小的圆柱体与双层波纹管补偿器中较小直径的环相匹配，直径较大的圆柱体与双层波纹管补偿器中较大直径的环相匹配，在端头结构的底面上设置有气体进出口，气体进出口的个数与密封流道的个数相一致。

送气管道，每个气体进出口均与一个送气管道相连接，

如上所述的一种复合管道真空穿透组件，其中，在二次包容管道和送气管之间设置有多个内支撑件。

如上所述的一种复合管道真空穿透组件，其中，在主真空室壁穿透件与二次包容管道连接的一端设置环焊接。