專利名稱:超導(dǎo)托卡馬克真空室內(nèi)部部件冷卻水管特殊焊接結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種超導(dǎo)托卡馬克裝置領(lǐng)域，具體涉及一種超導(dǎo)托卡馬克真空室
內(nèi)部部件冷卻水管特殊焊接結(jié)構(gòu)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
受控?zé)岷司圩兪钱?dāng)代自然科學(xué)研究中具有重大意義的研究領(lǐng)域，它的目標(biāo)是在地球上創(chuàng)造與太陽(yáng)內(nèi)部溫度相當(dāng)?shù)臉O高溫條件，利用氖氚資源進(jìn)行核聚變反應(yīng)，為人類下個(gè)世紀(jì)提供取之不盡，用之不竭的新能源。大量的物理試驗(yàn)表明，托卡馬克裝置是各類裝置中最富成效和最有希望的，可以發(fā)展并建立穩(wěn)態(tài)運(yùn)行所需的多種技術(shù)，開展穩(wěn)態(tài)、安全、高效運(yùn)行的先進(jìn)托卡馬克聚變堆基礎(chǔ)物理問題的實(shí)驗(yàn)研究。其中真空室作為托卡馬克裝置最內(nèi)層的關(guān)鍵部件，是實(shí)現(xiàn)核聚變的場(chǎng)所，它不僅為等離子體的產(chǎn)生、平衡、加熱提供了一個(gè)潔凈的高真空環(huán)境，而且也為內(nèi)部部件提供了可靠的支撐結(jié)構(gòu)和通道。這些內(nèi)部部件包括有偏濾器等面對(duì)等離子體部件。在托卡馬克裝置運(yùn)行過程中，它們將承受從0. 5麗/m2到2麗/1112不等的熱流密度。為了使內(nèi)部部件能將來自等離子體的能量及時(shí)排出，保證面對(duì)等離子體的第一壁材料不出現(xiàn)過高溫度。首先要選擇熱導(dǎo)率高的第一壁材料，其次是選擇主動(dòng)冷卻回路系統(tǒng)，將冷卻水通過冷卻管道直接通入內(nèi)部部件熱沉中，通過第一壁材料與熱沉的緊密結(jié)合將沉積在第一壁上的熱量帶走。
內(nèi)部部件主動(dòng)冷卻系統(tǒng)除了在熱沉上加工冷卻通道之外，外部冷卻水管的布置及冷卻通道中冷卻水的流動(dòng)狀態(tài)，對(duì)冷卻效果也會(huì)產(chǎn)生很大影響。另外，所有內(nèi)部部件沿大環(huán)方向均分成若干段模塊，每個(gè)模塊均具有主動(dòng)冷卻回路，從而使得冷卻管道的數(shù)量眾多。以國(guó)家"九五"大科學(xué)工程——"EAST超導(dǎo)托卡馬克"裝置為例，真空室內(nèi)部部件包括偏濾器和其他面對(duì)等離子體部件。上、下偏濾器分為內(nèi)靶板、外耙板及DOME板三部分，沿環(huán)向各均分為16個(gè)模塊。其他面對(duì)等離子體部件包括高場(chǎng)側(cè)、低場(chǎng)側(cè)限制器和被動(dòng)反饋板。內(nèi)部部件冷卻系統(tǒng)外部冷卻水管的聯(lián)接方式如下首先將內(nèi)靶板非打擊點(diǎn)位置熱沉和高場(chǎng)側(cè)熱沉通過外圍的一級(jí)水管(014Xlmm)串聯(lián)成一條冷卻回路，而這樣的環(huán)向16條冷卻回路，接入二級(jí)水管(046X2mm)中并聯(lián)成第一條總冷卻回路；16段內(nèi)、外耙板打擊點(diǎn)位置的兩塊熱沉和16段DOME板熱沉回路并聯(lián)成另一條總冷卻回路；剩下外靶板非打擊點(diǎn)位置熱沉和被動(dòng)板、低場(chǎng)側(cè)熱沉串聯(lián)成一條冷卻回路，環(huán)向16條并聯(lián)成第三條總冷卻回路。冷卻水的進(jìn)水總管和出水總管，分別從在環(huán)向相差180。的兩個(gè)上、下窗口引入真空室。總計(jì)有288根一級(jí)水管分別聯(lián)接在9根二級(jí)水管上。由于一級(jí)和二級(jí)水管直徑相差較大，為了減少接頭處的壓力，所有二級(jí)水管上均焊接有喇叭口接頭與一級(jí)水管對(duì)接。由于喇叭口與二級(jí)水管焊接難度大，焊接要求高，只有在二級(jí)水管裝入真空室前焊接好，然后在真空室內(nèi)實(shí)現(xiàn)喇叭口與一級(jí)水管的對(duì)接。但是由于真空室內(nèi)部部件種類和數(shù)量眾多，空間有限，造成了某些位置一級(jí)水管與喇叭口對(duì)接時(shí)缺少施焊空間，焊槍無法從側(cè)面操作。如何有效、可靠地解決這個(gè)難題成為超導(dǎo)托卡馬克真空室內(nèi)部部件裝配成敗的關(guān)鍵。
實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種超導(dǎo)托卡馬克真空室內(nèi)部部件冷卻水
管特殊焊接結(jié)構(gòu)，來解決真空室狹小空間內(nèi)冷卻水管對(duì)接的焊接問題。
為解決上述問題，本實(shí)用新型的技術(shù)方案為
—種超導(dǎo)托卡馬克真空室內(nèi)部部件冷卻水管特殊焊接結(jié)構(gòu)，包括有一級(jí)水管和二級(jí)水管的喇叭形接頭，其特征在于所述一級(jí)水管的末端焊接有圓形法蘭邊，所述二級(jí)水管的喇叭形接頭的上端焊接有圓筒接頭，所述圓筒接頭上端口與下端口之間的內(nèi)壁上包括有一段環(huán)形倒錐面；所述的圓形法蘭邊的外邊沿與所述的圓筒接頭上端口的內(nèi)邊沿相吻合，
焊接在一起。
在真空室內(nèi)由于內(nèi)部部件阻礙造成焊槍無法從側(cè)面進(jìn)行焊接操作的位置，首先將二級(jí)水管喇叭形接頭與比一級(jí)水管直徑大一些的圓筒接頭對(duì)接，圓筒接頭內(nèi)部邊沿的環(huán)形倒錐面可以減少水流流阻，從圓筒接頭內(nèi)部正面施焊完成兩者聯(lián)接；然后將待聯(lián)接的一級(jí)水管的端口與法蘭邊內(nèi)側(cè)焊接，接著將法蘭嵌入圓筒接頭中，從而實(shí)現(xiàn)從正面施焊，將法蘭邊外緣與圓筒接頭邊緣聯(lián)接在一起，完成整個(gè)特殊位置一級(jí)和二級(jí)水管的對(duì)接施工。[0008]
本實(shí)用新型的有益效果
本實(shí)用新型從結(jié)構(gòu)上考慮，提出了在管道對(duì)接處增加一套特殊接頭的方案，保證了冷卻水管對(duì)接處能夠完全從正面實(shí)施焊接，有效解決了空間狹小造成的無法從側(cè)面和背
面焊接的問題，同時(shí)也很好的保證了焊接質(zhì)量，也為將來的更新維護(hù)創(chuàng)造了便利。
本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)思想目前已經(jīng)成功運(yùn)用在國(guó)家"九五"大科學(xué)工程——"EAST
超導(dǎo)托卡馬克"裝置真空室內(nèi)部部件冷卻水管的聯(lián)接上，在保證質(zhì)量的前提下降低了施工
難度，取得了良好的效果。


圖1為本實(shí)用新型各部件的組成示意圖。
圖2為本實(shí)用新型一級(jí)水管和二級(jí)水管喇叭形接頭的焊接示意圖。
具體實(shí)施方式
參見圖1 、 2， 一種超導(dǎo)托卡馬克真空室內(nèi)部部件冷卻水管特殊焊接結(jié)構(gòu)，包括有一級(jí)水管5和二級(jí)水管的喇叭形接頭l，一級(jí)水管5的末端焊接有圓形法蘭邊4，二級(jí)水管的喇叭形接頭1的上端焊接有圓筒接頭2，圓筒接頭2上端口與下端口之間的內(nèi)壁上包括有一段環(huán)形倒錐面3 ;圓形法蘭邊4的外邊沿與圓筒接頭2上端口的內(nèi)邊沿相吻合，焊接在一起。
以下為一級(jí)水管5和二級(jí)水管的喇叭形接頭l焊接的實(shí)施例在真空室內(nèi)由于內(nèi)部部件阻礙造成焊槍無法從側(cè)面進(jìn)行焊接操作的位置，所以首先將二級(jí)水管喇叭口接頭l與圓筒接頭2通過在6處的焊接聯(lián)接在一起，圓筒接頭2內(nèi)部環(huán)形倒錐面3可以減少水流流阻，同時(shí)，將一級(jí)水管5和圓形法蘭邊4通過7處焊接在一起；然后將圓形法蘭邊4嵌入到圓筒接頭2內(nèi)，通過對(duì)8處的焊接完成一級(jí)水管5與二級(jí)水管喇叭形接頭1的對(duì)接；最后，進(jìn)行氦真空檢漏檢測(cè)焊縫6、7、8處的真空氣密性，保證冷卻水管接頭的真空漏率在設(shè)計(jì)要求范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
一種超導(dǎo)托卡馬克真空室內(nèi)部部件冷卻水管特殊焊接結(jié)構(gòu)，包括有一級(jí)水管和二級(jí)水管的喇叭形接頭，其特征在于所述一級(jí)水管的末端焊接有圓形法蘭邊，所述二級(jí)水管的喇叭形接頭的上端焊接有圓筒接頭，所述圓筒接頭上端口與下端口之間的內(nèi)壁上包括有一段環(huán)形倒錐面；所述的圓形法蘭邊的外邊沿與所述的圓筒接頭上端口的內(nèi)邊沿相吻合，焊接在一起。
專利摘要
本實(shí)用新型公開了一種超導(dǎo)托卡馬克真空室內(nèi)部部件冷卻水管特殊焊接結(jié)構(gòu)，包括有一級(jí)水管和二級(jí)水管的喇叭形接頭，其特征在于一級(jí)水管的末端焊接有圓形法蘭邊，二級(jí)水管的喇叭形接頭的上端焊接有圓筒接頭，圓筒接頭上端口與下端口之間的內(nèi)壁上包括有一段環(huán)形倒錐面；圓形法蘭邊的外邊沿與圓筒接頭上端口的內(nèi)邊沿相吻合，焊接在一起。本實(shí)用新型從結(jié)構(gòu)上考慮，提出了在管道對(duì)接處增加一套特殊接頭的方案，保證了冷卻水管對(duì)接處能夠完全從正面實(shí)施焊接，有效解決了空間狹小造成的無法從側(cè)面和背面焊接的問題，同時(shí)也很好的保證了焊接質(zhì)量，也為將來的更新維護(hù)創(chuàng)造了便利。
文檔編號(hào)G21B1/17GKCN201498221SQ200920187458
公開日2010年6月2日 申請(qǐng)日期2009年9月10日
發(fā)明者宋云濤, 張平, 祝寧, 謝韓 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院等離子體物理研究所導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan