一种用于聚变堆真空侧的双层带电水路贯穿件制造技术

本实用新型专利技术属于聚变堆贯穿件技术领域，具体涉及一种用于聚变堆真空侧的双层带电水路贯穿件；所述第一层电绝缘约束结构同心设置在第二层电绝缘约束结构内形成电绝缘约束结构，第一层电绝缘约束结构与第二层电绝缘约束结构形成绝缘腔；第一层电绝缘约束结构和第二层电绝缘约束结构左端设置在隔板上；ITER法兰为圆盘结构，ITER法兰中心加工有通孔，第一层电绝缘约束结构与第二层电绝缘约束结构左端焊接在ITER法兰右侧面上；ITER法兰上加工有多个螺栓孔，ITER法兰通过ITER法兰紧固螺栓安装在约束壁垒CP法兰真空侧；隔板中心加工有通孔，所述带电水管从右向左依次穿过CP法兰中心孔、ITER法兰中心通孔、第一层电绝缘约束结构和隔板中心通孔伸入真空侧。

A double-layer charged waterway penetrator for vacuum side of fusion reactor

The utility model belongs to the technical field of fusion reactor penetrating parts, in particular to a double-layer charged water circuit penetrating part for the vacuum side of the fusion reactor; the first layer electric insulation restraint structure is concentrically arranged in the second layer electric insulation restraint structure to form an electric insulation restraint structure; the first layer electric insulation restraint structure and the second layer electric insulation restraint structure are approximately arranged. The left end of the first layer electrical insulation restraint structure and the second layer electrical insulation restraint structure are arranged on the baffle; the ITER flange is a disc structure; the ITER flange center is machined with through holes; the left end of the first layer electrical insulation restraint structure and the second layer electrical insulation restraint structure is welded on the right side of the ITER flange; and the ITER flange is mounted on the right side of the ITER flange. The ITER flange is installed on the vacuum side of the CP flange of the restraint barrier through the ITER flange fastening bolt, and the through hole is processed in the center of the baffle. The charged water pipe passes through the central hole of the CP flange, the through hole of the ITER flange, the first layer of electrical insulation restraint structure and the through hole of the center of the baffle in turn from right to left.

【技术实现步骤摘要】
一种用于聚变堆真空侧的双层带电水路贯穿件
本专利技术属于聚变堆贯穿件
，具体涉及一种用于聚变堆真空侧的双层带电水路贯穿件。
技术介绍
在氘氚聚变堆中，水、电穿透约束壁垒的贯穿件，以及带电冷却水回路的贯穿件是聚变堆工程的常用的重要部件之一。由于聚变堆是工作在氘氚聚变等离子体的工作环境下，工作环境恶劣，如：高温、放射性辐照、热冲击和机械冲击，以及各种核安全要求：氚和放射性约束的安全等级、地震安全等级、真空等级、氚分类和远程机械手操作分类等级要求，使得普通工业(真空设备)中的水、电贯穿件无法满足聚变堆工程需求。以ITER(InternationalThermonuclearExperimentalReactor，国际热核聚变实验堆)中的辉光放电清洗系统为例。该系统在辉光放电清洗时，电极的动力电是借用电极冷却水管馈入。水路的最高电压1.5～4.5kV，馈入电流30A，辉光放电的工作气体为He、H2或D2，工作气压在10-3～15Pa，冷却水是入口水温为240℃/水压4.4MPa的过热水，约束壁(真空室)的温度为200℃；在氘氚聚变放电期间，入口水温为70℃/水压4.0MPa，约束壁(真空室)温度～70℃，工作气体为H2、D2和T2，本底气压为10-5Pa(H2、D2和T2)，本底杂质气体分压强为10-7Pa；在装置内漏水事故中，装置内的最高压强为0.15MPa，在SL-2的地震期间和地震之后保证约束的完整性。因此，要求贯穿件保证：1)贯穿件的电绝缘要求：a)绝缘件材料本身的电绝缘要求；b)气体放电；c)耐中子辐照；2)在正常运行和各种事故中放射性物质约束的安全可靠性，承受各种运行和事故负载，实时监测约束结构的完整性；保证贯穿件在高温运行中释放的气体满足聚变堆对贯穿件放气量的要求，不影响聚变等离子体约束性能。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于聚变堆真空侧的双层带电水路贯穿件，能够承受聚变装置运行和各种事故产生的各种负载，并保证放射性约束的完整性。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：本专利技术一种用于聚变堆真空侧的双层带电水路贯穿件，该贯穿件包括：第一层电绝缘约束结构，第二层电绝缘约束结构，ITER法兰组件和隔板；所述第一层电绝缘约束结构同心设置在第二层电绝缘约束结构内形成电绝缘约束结构，第一层电绝缘约束结构与第二层电绝缘约束结构形成绝缘腔；所述隔板中心加工有通孔，所述第一层电绝缘约束结构和第二层电绝缘约束结构左端设置在隔板上；ITER法兰组件包括ITER法兰和ITER法兰紧固螺栓；所述ITER法兰为圆盘结构，ITER法兰中心加工有通孔，第一层电绝缘约束结构与第二层电绝缘约束结构左端焊接在ITER法兰右侧面上；所述ITER法兰上加工有多个螺栓孔，ITER法兰通过ITER法兰紧固螺栓安装在约束壁垒CP法兰真空侧；所述隔板中心加工有通孔，所述带电水管从右向左依次穿过CP法兰中心孔、ITER法兰中心通孔、第一层电绝缘约束结构和隔板中心通孔伸入真空侧。所述第一层电绝缘约束结构包括第一金属环，第一陶瓷管，第二金属环，内过渡环，内波纹管和内法兰管；所述第一陶瓷管右端通过第二金属环与内过渡环连接，内过渡环通过内波纹管与内法兰管连接；所述第一陶瓷管，第二金属环，内过渡环，内波纹管和内法兰管同心连通；所述第一陶瓷管左端通过第一金属环与隔板封装；所述第一陶瓷管通过无氧铜真空钎焊技术或氢炉钎焊技术与第一金属环和第二金属环封装。所述第二层电绝缘约束结构包括第三金属环，第二陶瓷管，第四金属环，外过渡环，外波纹管和外法兰管；所述第二陶瓷管右端通过第四金属环与外过渡环连接，外过渡环通过外波纹管与外法兰管连接；所述第二陶瓷管，第四金属环，外过渡环，外波纹管和外法兰管同心连通；所述第二陶瓷管左端通过第三金属环与隔板封装；所述第二陶瓷管通过无氧铜真空钎焊技术或氢炉钎焊技术与第三金属环和第四金属环封装。该贯穿件还包括支撑定位盘，支撑定位框架，端板，周向定位键，绝缘陶瓷件，第三陶瓷管，销，弹簧垫片组和对剖管；所述对剖管为圆柱筒状结构，所述电绝缘约束结构设置在对剖管内，对剖管右端焊接在外法兰管外壁上；所述对剖管左端面中心加工有通孔，带电水管穿过对剖管右端面中心通孔伸出；所述支撑定位框架为圆柱管结构，支撑定位框架设置在对剖管左端面外部上形成腔体，端板盖合在支撑定位框架左端；所述支撑定位盘为圆盘结构，支撑定位盘中心加工有通孔，通孔周围对称加工有销孔，销孔内设置第三陶瓷管，所述支撑定位盘设置在支撑定位框架与对剖管左端面外部形成的腔体内，销设置在第三陶瓷管，将支撑定位框架与对剖管左端面外部形成的腔体内；所述支撑定位框架与对剖管左端面外部之间设置弹簧垫片组，弹簧垫片组套在销上；所述支撑定位盘与支撑定位框架内表面之间设置绝缘陶瓷件，所述支撑定位盘圆环面上沿轴向加工有键槽，周向定位键设置在支撑定位盘圆环面上的键槽内防止支撑定位盘转动；所述带电水管穿过支撑定位框架、支撑定位盘伸入真空侧。所述对剖管左端面加工有第一通气孔，第一通气孔将支撑定位框架和对剖管左端面外部形成的腔体，与对剖管内腔导通；所述对剖管圆柱面上加工有第二通气孔，第二通气孔将对剖管内腔与真空侧导通。该贯穿件还包括约束夹层第一抽气监测管，约束夹层第二抽气监测管；所述ITER法兰中心通孔周围加工有两个监测孔，监测孔与第一层电绝缘约束结构和第二层电绝缘约束结构形成的绝缘腔导通，所述约束夹层第一抽气监测管和约束夹层第二抽气监测管分别通过ITER法兰上的两个监测孔与第一层电绝缘约束结构和第二层电绝缘约束结构形成的绝缘腔导通，所述约束夹层第一抽气监测管和约束夹层第二抽气监测管通过CP法兰中心孔伸出至大气侧与外部系统连接。该贯穿件还包括第一密封圈，第二密封圈，双密封夹层第一抽气监测管，双密封夹层第二抽气监测管；所述ITER法兰与CP法兰接触面设置第一密封圈和第二密封圈；第一密封圈外径小于第二密封圈，第一密封圈与第二密封圈之间形成腔室，CP法兰上对称加工有两个通孔，两个通孔与第一密封圈和第二密封圈之间腔室导通，双密封夹层第一抽气监测管和双密封夹层第二抽气监测管分别设置在CP法兰上两个通孔内并向大气侧导出与外部系统连接。该贯穿件还包括第四陶瓷管和第五陶瓷管；所述第四陶瓷管右端焊接在隔套左侧，第四陶瓷管与隔套中心孔对齐，第四陶瓷管左端伸入支撑定位框架与对剖管左端面外部形成的腔体内，与支撑定位盘右侧面连接；所述第五陶瓷管右端伸入支撑定位框架与对剖管左端面外部形成的腔体内与支撑定位盘左侧面连接；所述带电水管依次从第四陶瓷管，支撑定位盘和第五陶瓷管穿过伸入真空侧。本专利技术的技术效果主要体现在：本专利技术一种用于聚变堆真空侧的双层带电水路贯穿件，通过采用本专利技术的贯穿件，除了能够将过热水、动力电贯穿聚变堆约束壁垒馈入装置内部，同时承受通过水管路传递过来的各种负载，并能够实时监测约束的完整性，保障放射性物质约束的安全性和可靠性，以及满足不同安装环境和空间的需求。本专利技术一种用于聚变堆真空侧的双层带电水路贯穿件，利用带电水管作为水和电的馈入部件，利用背对背连接或套接的电绝缘约束结构作为放射性物质的约束，利用波纹管缓冲由水管传递给封接件的机械负载，利用支撑结构承受管道的机械负载，利用陶瓷件作为在贯穿件内部在低真空下的电绝缘本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于聚变堆真空侧的双层带电水路贯穿件，其特征在于，该贯穿件包括：第一层电绝缘约束结构，第二层电绝缘约束结构，ITER法兰组件和隔板；所述第一层电绝缘约束结构同心设置在第二层电绝缘约束结构内形成电绝缘约束结构，第一层电绝缘约束结构与第二层电绝缘约束结构形成绝缘腔；所述隔板中心加工有通孔，所述第一层电绝缘约束结构和第二层电绝缘约束结构左端设置在隔板上；ITER法兰组件包括ITER法兰和ITER法兰紧固螺栓；所述ITER法兰为圆盘结构，ITER法兰中心加工有通孔，第一层电绝缘约束结构与第二层电绝缘约束结构左端焊接在ITER法兰右侧面上；所述ITER法兰上加工有多个螺栓孔，ITER法兰通过ITER法兰紧固螺栓安装在约束壁垒CP法兰真空侧；所述隔板中心加工有通孔，所述带电水管从右向左依次穿过CP法兰中心孔、ITER法兰中心通孔、第一层电绝缘约束结构和隔板中心通孔伸入真空侧。

【技术特征摘要】
1.一种用于聚变堆真空侧的双层带电水路贯穿件，其特征在于，该贯穿件包括：第一层电绝缘约束结构，第二层电绝缘约束结构，ITER法兰组件和隔板；所述第一层电绝缘约束结构同心设置在第二层电绝缘约束结构内形成电绝缘约束结构，第一层电绝缘约束结构与第二层电绝缘约束结构形成绝缘腔；所述隔板中心加工有通孔，所述第一层电绝缘约束结构和第二层电绝缘约束结构左端设置在隔板上；ITER法兰组件包括ITER法兰和ITER法兰紧固螺栓；所述ITER法兰为圆盘结构，ITER法兰中心加工有通孔，第一层电绝缘约束结构与第二层电绝缘约束结构左端焊接在ITER法兰右侧面上；所述ITER法兰上加工有多个螺栓孔，ITER法兰通过ITER法兰紧固螺栓安装在约束壁垒CP法兰真空侧；所述隔板中心加工有通孔，所述带电水管从右向左依次穿过CP法兰中心孔、ITER法兰中心通孔、第一层电绝缘约束结构和隔板中心通孔伸入真空侧。2.根据权利要求1所述的一种用于聚变堆真空侧的双层带电水路贯穿件，其特征在于，所述第一层电绝缘约束结构包括第一金属环，第一陶瓷管，第二金属环，内过渡环，内波纹管和内法兰管；所述第一陶瓷管右端通过第二金属环与内过渡环连接，内过渡环通过内波纹管与内法兰管连接；所述第一陶瓷管，第二金属环，内过渡环，内波纹管和内法兰管同心连通；所述第一陶瓷管左端通过第一金属环与隔板封装；所述第一陶瓷管通过无氧铜真空钎焊技术或氢炉钎焊技术与第一金属环和第二金属环封装。3.根据权利要求2所述的一种用于聚变堆真空侧的双层带电水路贯穿件，其特征在于，所述第二层电绝缘约束结构包括第三金属环，第二陶瓷管，第四金属环，外过渡环，外波纹管和外法兰管；所述第二陶瓷管右端通过第四金属环与外过渡环连接，外过渡环通过外波纹管与外法兰管连接；所述第二陶瓷管，第四金属环，外过渡环，外波纹管和外法兰管同心连通；所述第二陶瓷管左端通过第三金属环与隔板封装；所述第二陶瓷管通过无氧铜真空钎焊技术或氢炉钎焊技术与第三金属环和第四金属环封装。4.根据权利要求3所述的一种用于聚变堆真空侧的双层带电水路贯穿件，其特征在于，该贯穿件还包括支撑定位盘，支撑定位框架，端板，周向定位键，绝缘陶瓷件，第三陶瓷管，销，弹簧垫片组和对剖管；所述对剖管为圆柱筒状结构，所述电绝缘约束结构设置在对剖管内，对剖管右端焊接在外法兰管外壁上；所述对剖管左端面中心加工有通孔，带电水管穿过对剖管右端面中心通孔伸出；所述支撑定位框架为圆柱管结构，支撑定位框架设置在对剖管左端面外部上形成腔体，端板盖合在支撑定位框架左端；所述支撑定位盘为圆...

【专利技术属性】
技术研发人员：王明旭，蔡立君，刘雨祥，徐红兵，卢勇，袁应龙，刘容利，甘明杨，郭凯飞，王波，马静，王英翘，李波，孙继武，阎佐键，董毅，
申请(专利权)人：核工业西南物理研究院，沈阳慧宇真空技术有限公司，
类型：新型
国别省市：四川,51