DB34/T 3441-2019 聚变堆真空室结构设计准则

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DB34/T 3441-2019 聚变堆真空室结构设计准则

4.5真空室烘烤和干燥

4.5.1真空室烘烤时要求烘烤温度应为200℃350℃。 4.5.2真空室的冷却水在检查和维修时应充分排出和干燥,通过真空室主换热系统执行此工况时进行 排水操作、加热操作和干燥操作这三项步骤。

GB/T 29714-2013 机械振动 平衡 平衡标准的用法和应用指南4. 6. 1真空室装配

真空室扇区应在工厂加工焊接,在每个扇区上宜有完整的上、中、下窗口。装配完成后扇 放固定运至总装现场,与两个环向场线圈套装,且扇区间的定位误差应小于土3mm

.1总装前应对所有运抵总装现场的真空室关键部件进行检查,确定尺寸精度是否合格以继续 乍。 .2装置正式运行后的真空室拆、装工作应借助遥操作工具来完成,并需要制定相应工序及流程

5.1真空室主体结构设计

真空室主体结构是环形、双层壳体结构: 壳体、筋板、中子屏蔽层、接缝区等组成, 如图1所示

5. 1. 2 设计要求

5.1.2.1真空室沿环向根据需要被分割为多个扇区,接缝区被用于连接每个扇区,最终焊接成环,通 过调整接缝区的尺寸,满足相邻扇区的装配误差要求。 5.1.2.2真空室主体上应设计开口与窗口领圈焊接连接;包层模块、偏滤器模块支撑结构应焊接真空 室内壁上:ELM线圈应独立安装和支撑在真空室内壁上。

5.2真空室中子屏蔽层结构设计

应根据聚变堆的需求是否采用。材料宜使用304B4不锈钢和304B7不锈钢,两者硼元素的含量 高场侧中子流大,宜采用硼元素含量高的304B7。

5. 2. 2 设计要求

5.2.2.1中子屏蔽层通过螺栓连接在环向支撑筋板上,而环向支撑筋板通过焊接固连在真空室极向筋 板上。所有板块尺寸尽量一致,利于批量化生产。上、中、下窗口附近的屏蔽层宜使用不锈钢球进行加 注填充。

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5.2.2.2在真空室低场侧区域中子屏蔽层应采用铁磁性插件结构,其材料宜使用430不锈钢,为减小 环向波纹度,

5.3真空室窗口结构设计

真空室窗口结构设计模型如图1所示, ,接缝区和窗口颈管。窗口颈管与 圈通过接缝区焊接在一起。窗口颈管端部应采用法兰结构与密封板通过螺栓连接,部分窗口采用 构:双层壳体间应设有加强筋,部分窗口采用单层结构

5.3.2上窗口结构设讯

上窗口横截面宜采用梯形截面设计,方向宜为竖直向上,上窗口结构宜为单层结构。窗口颈管 插件一起被冷却/烘烤,对于窗口颈管冷却及烘烤,宜采用被动方式

5.3.3.1一般要求

中窗口横截面宜采用矩形截面,中窗口结构宜为双层结构,双层壳体之间应设计加强筋。主要包括 常规的水平窗口设计、中性束加热窗口设计和加热诊断窗口设计。窗口颈管应装配接口法兰,连接杜瓦 和波纹管。

3.3.2常规水平窗口结

窗口宜设计为放射状,窗口内部部件和密闭板与窗口插线结合在一起,插线采用悬臂支撑,支撑位 于窗口颈管的底部。窗口插线与窗口颈管应设置一定值的法向间隙。

性线束加热窗口的朝向应与径向轴成一定的夹角

5.3.3.4加热诊断窗口结构设计

5.3.4下窗口结构设讯

5. 3. 4. 1一般要求

下窗口横截面宜采用梯形截面设计,下窗口结构宜为双层结构,双层壳体之间应设计加强筋 圈应是向下倾斜一定角度,在窗口颈管伸出环向场线圈部分宜采用水平结构

5.3. 4. 2用于遥操作或诊断的下窗口结构设讯

用于遥操作或诊断的下窗

窗口领圈端部被扩大,旨在满足诊断设备和偏滤器管道的使用需求,窗口领圈部分应配有导软 偏滤器遥操作运输,且位于窗口颈管部分导轨应设计为可拆卸式。

5.3.4.3底部低温泵窗口结构设计

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5.4真空室支撑系统设计

5.4.1.1用于承载真空室本体、内部部件及诊断的重量。 5.4.1.2真空室支撑在可能出现的负载情况下,真空室及内部部件应满足极限安全地震要求,且允许 径向热膨胀温度范围从正常工况下的100℃到烘烤工况下的200℃

5.4. 2 设计要求

5.4.2.1真空室支撑应为双铰链式,一般由主铰链、副铰链、上支撑块和下支撑块组成,如图2所示。 5.4.2.2主铰链限制真空室的向上、向下及环形移动。 5.4.2.3副铰链与上、下支撑块相连且限制竖直向下的载荷。 5.4.2.4主铰链靠近机械中心并提供径向反作用力。 5.4.2.5主铰链通过销钉与上、下支撑块相连,上支撑块通过螺栓与下窗口连接,上支撑块上应有径 向槽和楔形槽。

5.5.1 冷却系统设计

图2聚变堆支撑结构图

5.5.1.1真空室主换热系统宜为单独的冷却回路。需针对不同的装置真空室尺寸详细设计真 和烘烤的条件。

和烘烤的条件。 5.5.1.2真空室冷却回路设计如图3所示,冷却水管宜采用主回路+并联支路设计。单个真空室扇区内、 外壳体和两侧竖筋板构成密封的腔体结构,腔体结构中充入具有屏蔽功能的冷却水,每道横筋板中分别 设有通孔,使冷却水流构成回路。

5.5.2冷却系统流程布置

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图3聚变堆真空室水冷流向图

5.5.2.1下窗口颈管和真空室扇区宜分开冷却,申窗口和上窗口的窗口颈管与窗口插件宜采用串联方 式并通过包层水来冷却的。 5.5.2.2真空室在烘烤工况下冷却水进口温度宜采取200℃,在正常运行工况下入口温度宜采取70℃ 5.5.2.3冷却水在维修检查时应排干,且冷却管道可通过干燥系统通入热空气对真空室进行干燥处理。

5.5.3正常工况下的冷却

5.5.4非正常工况下的冷却

5.6焊缝和焊接接头设计

与真空室相关的结构焊缝应为焊透型结构。特有的焊缝结合形式有对接焊、V型或者K型坡口角 焊: 应有十字交叉焊缝存在,且焊缝间距应大于下列两个值中的较小者: 1)壳体厚度的两倍; 2)40mm。 b)应保证主焊缝边缘到开孔或焊接边缘的距离大于以下两个值的较小者: 1)2倍的较厚焊件的厚度; 2)40mml

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表3加工及装配过程中的部件允许漏率

GBZT 160.9-2004 工作场所空气中铜及其化合物的测定方法5.8.2真空室测试流利

5.8.2真空室测试流程

5.8.2.1烘烤。 5.8.2.2烘烤并冷却至室温后的漏率测试。 5.8.2.3出气率及残余气体分析。

真空室扇区整体漏率的测

将整个扇区置于充有氨气的聚乙烯密封袋内,通过对真空室的双层壳体进行抽真空来进行漏率检 测。在真空室烘烤过程中应实时检测真空室内表面的残余气体成分,

5.9.1在真空室投入运行之前,应进行渗水测试。 5.9.2其中包层冷却管路,偏滤器冷却管路,真空室壳体为最重要测试部件。

5.10.1真空室测量应基于被动系统DBS22 008-2013 食品安全地方标准 水产品中呋喃唑酮代谢物(AOZ)的测定 ELISA法,对真空室的监 空室及冷却水温度、冷却水压力、真空室 变形、真空室局部应力。 5.10.2宜采用热电偶对真空室主体、支撑结构、冷却回路、窗口上的温度分布进行测量 5.10.3宜采用应变片和加速度传感器对真空系统的静态、动态运动和变形进行监测和评估

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