[发明专利]一种用于聚变装置偏滤器第一壁相邻冷却通道的U型装置及其装配方法

说明书

本发明公开了一种用于聚变装置偏滤器第一壁相邻冷却通道的U型装置及其装配方法，包括外壳、上组块和下组块；所述外壳包括壳体本体和T形限位块，壳体本体为板壳式结构，其上部表面有两个通孔，内有沟槽；所述上组块能够完全嵌入下组块成为一个组合件，同时上组块的上表面与下组块的上表面齐平；该组合件能够插入外壳本体中，同时，组合件的下部两个斜面及下端面与外壳本体的相应的两个斜面和下端面齐接。本发明采用三组件方案设计，同时结合数道焊接流程，有效解决了偏滤器第一壁在托卡马克聚变装置内部装配过程中因冷却通道距离近和局部焊接空间狭小而无法采用U形管路直接焊接困难的问题，具有可靠、安全、稳定、高效等优点。

技术领域

本发明涉及托卡马克聚变装置内部部件先进制造应用技术领域，主要涉及一种用于聚变装置偏滤器第一壁相邻冷却通道的U型装置及其装配方法。

背景技术

磁约束核聚变能可为人类提供清洁无污染且用之不竭的能源。托卡马克核聚变装置是研究磁约束核聚变能最可能成功的手段之一，偏滤器排热排灰的功能是其作为托克马克装置核心内部部件必不可少的。当前，大多数装置(如EAST和ITER等)的偏滤器均采用模块化设计，包括內靶板、拱板区、外靶板和盒体支撑等结构，内外靶板和拱板区的第一壁又通过过渡支撑连接到盒体支撑上。偏滤器第一壁一般由数个面对等离子体单元组成，采用主动冷却方式以带走等离子体运行时产生的热量，保证装置的正常运行。在整个偏滤器模块装配安装过程中，由于偏滤器第一壁两个相邻冷却通道距离较近以及其在真空室内侧下部(等离子体单零位形)或上下部(双零位形)所处的局部区域狭小，导致相邻冷却通道采用U形管路直接焊接的方式困难，本发明就是为了解决上述技术问题而提出的。

发明内容：

本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种用于聚变装置偏滤器第一壁相邻冷却通道的U型装置及其装配方法。本发明公开的一种用于聚变装置偏滤器第一壁相邻冷却通道的U型装置，采用三组件结构方案设计，适用于钨/钢和钨/铜两种穿管结构冷却通道在狭小的区域内固定连接，有效地改变了直接采用U形管路通过焊接方式连接相邻冷却通道的缺陷，具有可靠、安全、稳定等优点。

本发明是管过以下技术方案实现的：一种用于聚变装置偏滤器第一壁相邻冷却通道的U型装置，所述的U型装置为不锈钢材质，包括外壳、上组块和下组块；所述外壳包括壳体本体和T形限位块，壳体本体为板壳式结构，其上部表面有两个通孔，内有沟槽，T形限位块位于壳体本体的外侧且与壳体本体固接；所述上组块外形为半圆“月牙”形的块，在圆弧侧边上开设有半圆形沟槽；所述下组块外形为上部凹下部凸的“山”形隧道结构；所述上组块能够完全嵌入下组块成为一个组合件，同时上组块的上表面与下组块的上表面齐平；该组合件能够插入外壳本体中，同时，组合件的下部两个斜面及下端面与外壳本体的相应的两个斜面和下端面齐平。

进一步的，所述T形限位块用于限定冷却管道和外壳本体上部两个通孔之间的位置关系，使冷却通道插入外壳本体上部两个通孔时冷却通道的下表面与外壳本体上部内表面平齐。

进一步的，所述偏滤器第一壁包括多个钨块、过渡层铜管和冷却管道，冷却管道的材料为铬锆铜或不锈钢；

所述偏滤器第一壁为钨/铜结构时，铬镍铁合金管和不锈钢管固接后切割铬镍铁合金管部分使铬镍铁合金管达到预定长度；

铬镍铁合金管与钨/铜结构中铬锆铜管固接后切割不锈钢管使不锈钢管达到预定长度；

不锈钢管与U型装置中外壳本体固接。

根据本发明的另一方面，本发明还提出一种用于聚变装置偏滤器第一壁相邻冷却通道的U型装置的装配方法，当面对等离子体单元为钨/钢结构时，其冷却管道整体为不锈钢材料，所述的钨/钢结构为钨/钢串，所述的钨/钢结构和U型装置具体的装配连接过程为：