[发明专利]一种大功率稳态回旋管电子枪混合冷却装置

说明书

本发明公开了一种大功率稳态回旋管电子枪混合冷却装置，包括有油冷装置、水冷装置和主箱体，主箱体用于支撑固定回旋管并存储变压器油，油冷装置的油冷循环进油端接入回旋管电子枪，油冷循环的出油端安装在主箱体上部侧壁上，水冷装置包括有内冷和外冷两部分，内冷部分包括有两路循环，其中一路水管采用橡胶材料，密集的绕制在回旋管电子枪周围；另一路水管采用无氧铜材料，绕制在主箱体内壁上。本发明的主箱体内装满变压器油用于电子枪冷却，冷却效果好，且具有极好的绝缘性，防止电子枪区域发生打火；充分利用了橡胶材料和水对微波的吸收特性，实现同时具备冷却功能和杂波吸收功能的水冷回路，以保障回旋管不受杂波的影响。

技术领域：

本发明涉及高功率微波技术领域，主要涉及一种大功率稳态回旋管电子枪混合冷却装置。

背景技术：

电子回旋共振加热及电流驱动在磁约束聚变中有重要作用。回旋管是电子回旋系统所用的微波源，可以产生兆瓦级、长脉冲的毫米波。磁控电子枪是回旋管最为重要的部件之一，用于产生回旋电子束。大功率稳态回旋管的电子枪区域发热量较大，为了保障其正常工作，需要对电子枪外部进行冷却。为了防止电子枪外部发生打火，对电子枪进行冷却的介质要求有高绝缘性，因此对电子枪冷却的方法主要有强制风冷和油冷两种。风冷换热能力小，绝缘性能差。对于常规油冷，由于盛装变压器油的箱体同时需要支撑回旋管，一般采用支撑力度较大的金属箱体结构，因此电子枪发射出的杂散电磁波容易在箱体中来回反射，影响回旋管正常工作，另外单纯油冷的稳态换热能力较差，不能满足稳态高功率回旋管的要求。

发明内容：

本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种大功率稳态回旋管电子枪混合冷却装置，具有电子枪冷却、回旋管支撑与准直、吸收杂散电磁波等功能。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种大功率稳态回旋管电子枪混合冷却装置，其特征在于：包括有油冷装置、水冷装置和主箱体，所述主箱体用于支撑固定回旋管并存储变压器油，所述油冷装置的油冷循环进油端接入回旋管电子枪，油冷循环的出油端安装在主箱体上部侧壁上，所述水冷装置包括有内冷和外冷两部分，所述内冷部分包括有两路循环，其中一路水管采用橡胶材料，密集的绕制在回旋管电子枪周围，用于回旋管电子枪低压部件冷却并吸收杂散电磁波；另一路水管采用无氧铜材料，绕制在主箱体内壁上，用于变压器油的间接冷却。

所述的主箱体采用不锈钢材料制成，所述油冷装置用于电子枪高压部件的冷却，所述水冷装置用于变压器油的冷却。

所述的油冷装置是通过板式换热器实现的，所述板式换热器外壁采用循环水进行冷却，变压器油在板式换热器内壁自下而上流过，实现散热；流过板式换热器外壁的循环水实际上属于水冷装置的内冷水的一部分，通过水冷系统的板式换热器与水冷系统的外冷水进行热交换；在油回路中，通过温度传感器、压力传感器和流量传感器，实时监测进出油口的温度、压力和流量。

所述的水冷装置中外冷部分的外冷水通过散热塔上的风机进行强制风冷；内冷水流过板式换热器与温度更低的外冷水进行热交换，实现内冷水的冷却，内冷水回路上安装有温度传感器、压力传感器、流量传感器，分别对温度、压力和流量进行实时监测。

所述的水冷装置的两路水管均绕制成螺旋形，其水管的进水口分别位于底端部，且外冷循环的水采用普通自来水，内冷循环的水采用高纯度去氧去离子水。

所述的箱体侧壁上设有用于观察电子枪区域是否发生打火的观察窗。

所述的主箱体的底部安装有调节机构，可以方便的调节高度和倾斜度，以便实现回旋管中心、超导磁体中心与输出波束三者之间的准直特性。

本发明的优点是：