HT-7U托卡马克真空抽气系统分析课件.ppt

《HT-7U托卡马克真空抽气系统分析课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、EAST超导托卡马克装置真空抽气系统真空系统在整个EAST装置中是非常重要的组成部分，外真空室为低温超导提供绝缘环境，内真空室为高温的等离子体聚变提供了清洁环境。随着等离子体物理实验的进行，EAST的真空抽气系统也在不断的改造和完善，为EAST等离子体放电提供了良好的真空环境和器壁状态，满足等离子体放电物理实验的需要。EAST超导托卡马克装置真空抽气系统EAST真空室主要由内真空室、外真空室、低温阀箱真空室三个相互独立部分组成。从以下几个方面进行简要介绍1、内真空室抽气系统2、外真空室及低温阀箱抽气系统3、真空抽气系统的运行1、内真空室抽气系统内真空室是由16个D型截面

2、的扇形全硬段焊接而成，最大能够承受13个大气压差，因而能够与其它真空室分开独立运行。主体材料为316L不锈钢，面向等离子体的第一壁为表面镀有约100umSiC涂层的GBST1308（B1%、Si2.5%、Ti7.5%、C89%）掺杂石墨材料[5~6]，体积约40m3，内表面积约162m2内真空室主要为等离子体的稳定运行提供超高真空环境，极限真空度需要高于2×10-5Pa。1、内真空室抽气系统1、内真空室抽气系统EAST内真空抽气系统为等离子体放电提供必要的清洁环境。根据EAST装置内真空室的结构特点和热核聚变装置对真空系统的要求，内真空室抽气系统由主抽气系统、偏滤器抽气

3、系统和低杂波抽气系统组成。1、内真空室抽气系统主抽气系统设计为前级汇总式三级抽气，安装在EAST装置的水平窗口的主抽管道Φ0.8m，长约6m，配备了3台F-400型，名义抽速为3.5m3/s的涡轮分子泵和1台3K-T型，名义抽速为2.5m3/s的复合分子泵做为主抽分子泵。分子泵前级出口通过波纹管、气动蝶阀汇总到Φ0.2m的前级管道，在前级管道中配备了台0.07m3的液N2冷阱。前级抽气由四套机组并联而成，其中三套为名义抽速为0.6m3/s的ZJ-600罗茨真空泵和名义抽速为0.07m3/s的2X-70旋片式机械泵串联，以提供粗抽及辉光清洗时所要求的大抽速；另外一套为名义

4、抽速为0.6m3/s的FB-600复合分子泵机组，提供具有中使用。另外在主抽管道上还配备了4台外置低温泵，每台的名义抽速为对H2为13m3/s，对H2O为17m3/s，对空气为5.8m3/s高压缩比、高真空度的前级真空，在装置抽极限和等离子放电1、内真空室抽气系统由于在偏滤器位形等离子体放电过程中，粒子被特殊的磁场位形约束进入偏滤器室，为了提高偏滤器粒子排除能力（密度控制、杂质控制、聚变产物-He的排除），防止粒子返流，需要大抽速的抽气系统。偏滤器抽气系统包括均匀布置在装置上下窗口的6台外置低温泵和1套内置式低温泵。在内置式低温泵运行的时候，内管和外管分别流通着液He和

5、液N2。温度冷却到7.5K大概需要3h，内置式低温泵对D2的抽速约为75m3/s，饱和气载量约为2500Pa·m3。升温到80K的再生过程大概需要0.5h。1、内真空室抽气系统由于低杂波天线内有大量的波纹管，表面积相当大，需要单独抽气，以防止其影响主真空室真空，同时也可以防止在高功率低杂波注入时天线馈口击穿打火。低杂波抽气系统包括1台名义抽速为3.5m3/s的F-400型的涡轮分子泵和1台外置低温泵，基本实现低杂波系统的电流线圈及其核心部件对超高真空环境的要求。1、内真空室抽气系统2、外真空室及低温阀箱抽气系统外真空室主要包括装置主机部分和电流引线段真空室。主机部分包含

6、超导线圈和内外冷屏等复杂的低温系统部件，体积约160m3。电流引线段是由两个电流引线罐和传输线部分组成，体积约22m3。外真空室主要为超导磁体的正常运行提供真空绝热条件，其设计指标要求在室温下真空度高于0.1Pa，在超导态下真空度高于5×10-4Pa。。电流引线罐和传输线真空度需要高于5×10-4Pa。2、外真空室及低温阀箱抽气系统2、外真空室及低温阀箱抽气系统装置主外真空室抽气系统部分如内真空抽气前级汇总式三级抽气，分子泵为四台名义抽速为1.5m3/s的F-250型涡轮分子泵，前级粗抽气机组配置与内真空室前级机组相似。在外真空室降温后，5K的超导磁体和80K的冷屏就相

7、当于一个巨大的低温泵，大约能提供大于3.6m3/s的抽速。电流引线段和低温阀箱（CVB）部分主要是常规电线至超导电线间的过渡部分，其也是在真空低温环境下，所有抽气机组均采用的双级式抽气结构，为名义抽速为0.6m3/s的复合分子泵机组组成。3、真空抽气系统的运行运行模式EAST抽气系统一般操作程序为：首先启动机械泵并对液氮冷阱充液氮，从旁通阀(V7.09)对主真空室进行抽气，当真空到达1000Pa时，启动罗茨泵并关闭旁通阀，打开（V7.04），当真空到达10Pa左右启动主分子泵。在内真空室真空到达10-2Pa时，启动外置低温泵抽气，并抽极限