[发明专利]用于托卡马克真空烘烤的过热水循环回路

说明书

本发明属于等离子体放电技术，具体涉及一种用于托卡马克真空烘烤的过热水循环回路，包括由电加热器、膨胀水箱、水泵和若干个调节阀；电加热器和膨胀水箱通过管道串联连接，膨胀水箱的出水管路上安装并联的若干个水泵，电加热器入口连接负载，水泵并联出口和电加热器的入口之间设有调节旁路，循环水经电加热器加热后进入膨胀水箱，由水泵增压后流入负载，为其提供热量，达到加热的目的，降温后的循环水再次经由电加热器进行升温，完成一次完整循环。够充分提供热量，合理加热真空室与偏滤器等内部构件，有效去除真空室本体与内部件材料所吸附的杂质、碳氢化合物及水汽，为等离子体提供一个清洁的高真空环境。

技术领域

本发明属于等离子体放电技术，具体涉及一种用于托卡马克真空烘烤的过热水循环回路。

背景技术

在托卡马克装置等离子体放电实验过程中，需为等离子体运行提供优质的超高真空条件，为了达到等离子体运行所需的真空环境，常规的抽真空方式已经不能满足需求，需要通过烘烤的方式对真空室以及偏滤器等内部构件进行处理。

真空烘烤系统是针对托卡马克装置真空室及偏滤器等内部构件加热除气而设计的一套加热系统，系统性能将直接影响等离子体品质及真空室的安全和工作寿命。烘烤系统通过高温烘烤来去除真空室本体与内部件材料所吸附的杂质、碳氢化合物及水汽，为等离子体提供一个清洁的高真空环境。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于托卡马克真空烘烤的过热水循环回路，能够充分提供热量，合理加热真空室与偏滤器等内部构件，有效去除真空室本体与内部件材料所吸附的杂质、碳氢化合物及水汽，为等离子体提供一个清洁的高真空环境。

本发明的技术方案如下：

用于托卡马克真空烘烤的过热水循环回路，包括由管道连接的电加热器、膨胀水箱和水泵，以及管道中相应位置安装的若干个调节阀；

所述的电加热器和膨胀水箱通过管道串联连接；

所述的膨胀水箱的出水管路上安装并联的若干个水泵；

所述的电加热器的入口管路上安装待烘烤的负载；

所述的并联的若干个水泵的并联出口和电加热器的入口之间设有调节旁路，调节旁路上设有两个调节阀；

所述的膨胀水箱的入口和出口管路上均安装调节阀；

所述的膨胀水箱的入口和出口设有并联管路，所述的并联管路上设有调节阀。

所述的膨胀水箱内部充入氮气。

所述的并联的水泵的并联入口设有调节阀，且每一路的水泵的出口分别设有调节阀。

所述的负载为并联的真空室及偏滤器，两者的入口和出口管路上均设有调节阀。

所述的负载的总入口管路上设有调节阀。

所述的管道与所述的电加热器、膨胀水箱和水泵的外表面包裹有保温层。

所述的过热水循环回路实现升温过程，首先启动水泵，待循环水流动稳定后启动电加热器，通过调节旁路和调节阀调整循环水流量，直到负载在升温过程中温度梯度保持稳定。

所述的过热水循环回路实现升温过程之后保持恒温，使电加热器功率降低至循环水温度保持不变，持续对负载进行烘烤。

所述的过热水循环回路实现恒温之后，直到负载中的真空室真空度和质谱检测结果符合实验要求后，进行降温，调节电加热器的功率和调节阀的开度，直到负载的降温温度梯度保持稳定。

本发明的显著效果如下：

由于水的物理特性(比热容大)，其作为循环介质可大大提高真空烘烤系统的烘烤效率，有效节约运行成本；