用于托卡马克真空烘烤的过热水循环回路制造技术

本发明专利技术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。个清洁的高真空环境。个清洁的高真空环境。

【技术实现步骤摘要】
用于托卡马克真空烘烤的过热水循环回路


[0001]本专利技术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。

技术介绍

[0002]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。
[0003]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。

技术实现思路

[0004]本专利技术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。
[0005]本专利技术的技术方案如下：
[0006]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；
[0007]所述的电加热器和膨胀水箱通过管道串联连接；
[0008]所述的膨胀水箱的出水管路上安装并联的若干个水泵；
[0009]所述的电加热器的入口管路上安装待烘烤的负载；
[0010]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；
[0011]所述的膨胀水箱的入口和出口管路上均安装调节阀；
[0012]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。
[0013]所述的膨胀水箱内部充入氮气。
[0014]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。
[0015]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。
[0016]所述的负载的总入口管路上设有调节阀。
[0017]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。
[0018]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。
[0019]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。
[0020]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。
[0021]本专利技术的显著效果如下：
[0022]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；
[0023]相比于气体，过热水作为循环介质近似于不可压缩流体，流动稳定，便于控制体积流量与质量流量，提高了真空烘烤系的可控性；
[0024]循环水温度及梯度温度易于调节，提高了真空烘烤系统的可调节性；
[0025]相关设备及管部件工艺技术成熟，保证了真空烘烤系统的可靠性；
[0026]水箱液位可直接反映出回路是否出现严重泄露，增强了真空烘烤系统的可查性与安全性；
[0027]回路中大型设备较少，减小了真空烘烤系统的占地面积；运行结束后的废水可用于取暖等用途，增强了真空烘烤系统的经济性，同时也利于环保。
[0028]循环水经电加热器加热后进入膨胀水箱，之后经由水泵增压后流入负载段，为真空室及偏滤器等内部构件提供热量，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。
[0029]回路中的关键节点处设有温度计、压力表、流量计和液位计等监测元件，确保可实时监测回路的各项参数。
[0030]回路中还设置有调节阀、温控器等控制元件，同时电加热器功率也可调控，保证在烘烤过程中可实时调控循环水温度及温度梯度。
[0031]回路管道与设备外表面包裹由保温层，可减小热量散失，提高回路经济性与安全性。
[0032]膨胀水箱内部充入氮气，提供压力，避免出现两相流。
附图说明
[0033]图1为用于托卡马克真空烘烤的过热水循环回路示意图；
[0034]图中：1
‑
电加热器；2
‑
膨胀水箱；3
‑
水泵；4
‑
调节阀；5
‑
流量计；6
‑
压力表；7
‑
温度计；8
‑
调节旁路；9
‑
负载。
具体实施方式
[0035]下面通过附图及具体实施方式对本专利技术作进一步说明。
[0036]电加热器1、膨胀水箱2、水泵3、连接上述设备的回路中的管道、管道中相应位置安装的调节阀4，以及压力表6、温度计7等监控元件；
[0037]如图1所示，用于托卡马克真空烘烤的过热水循环回路，包括：
[0038]通过管道串联连接的电加热器1和膨胀水箱2、在膨胀水箱2的出水管路上安装的两路并联的水泵3、在电加热器1入口管路上安装的待烘烤的负载9；
[0039]电加热器1的出口管路上安装温度计7(T1)；
[0040]两路并联水泵3的并联出口和电加热器1的入口之间设有调节旁路8，调节旁路8上设有两个调节阀4(V
12
和V
13
)；
[0041]膨胀水箱2的入口和出口管路上均安装调节阀4(分别为V9和V
10
)，并且设有并联管路，并联管路上设有调节阀4(V
11
)；膨胀水箱2内部充入氮气，提供压力，避免出现两相流。
[0042]两路并联的水泵3的并联入口设有压力表6(P2)和调节阀4(V1)，且每一路的水泵3的出口分别设有调节阀4(对应为V2和V3)；
[0043]负载9，本实施例是指并联的真空室9.1及偏滤器9.2，其入口和出口管路上均设有调节阀4(真空室9.1的入口和出口管路上对应分别为V5和V7；偏滤器9.2的入口和出口管路上分别为V6和V8)和温度计7(真空室9.1的入口和出口管路上对应分别为T2和T4；偏滤器9.2的入口和出口管路上分别为T3和T5)；
[0044]在负载9的总的入口管路上安装有压力表6(P1)和调节阀4(V4)，总的出口管路上设有流量计5
[0045]循环水经电加热器1加热后进入膨胀水箱2，之后经由水泵3增压后流入负载9，为真空室9.1及偏滤器9.2等内部构件提供热量，达到加热的目的，降温后的循环水再次经由电加热器1进行升温，完成一次完整循环。
[0046]回路中的关键节点处设有温度计7、压力表6、流本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.用于托卡马克真空烘烤的过热水循环回路，其特征在于：包括由管道连接的电加热器(1)、膨胀水箱(2)和水泵(3)，以及管道中相应位置安装的若干个调节阀(4)；所述的电加热器(1)和膨胀水箱(2)通过管道串联连接；所述的膨胀水箱(2)的出水管路上安装并联的若干个水泵(3)；所述的电加热器(1)的入口管路上安装待烘烤的负载(9)；所述的并联的若干个水泵(3)的并联出口和电加热器(1)的入口之间设有调节旁路(8)，调节旁路(8)上设有两个调节阀(4)；所述的膨胀水箱(2)的入口和出口管路上均安装调节阀(4)。2.如权利要求1所述的用于托卡马克真空烘烤的过热水循环回路，其特征在于：所述的膨胀水箱(2)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(4)。3.如权利要求2所述的用于托卡马克真空烘烤的过热水循环回路，其特征在于：所述的膨胀水箱(2)内部充入氮气。4.如权利要求3所述的用于托卡马克真空烘烤的过热水循环回路，其特征在于：所述的并联的水泵(3)的并联入口设有调节阀(4)，且每一路的水泵(3)的出口分别设有调节阀(4)。5.如权利要求3所述的用于托卡马克真空烘烤的过热水循环回路，其特征在于：所述的负载(9)为并联的真空室及偏...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒙建朋，颉延风，贾瑞宝，蔡强，邱丽媛，
申请(专利权)人：核工业西南物理研究院，
类型：发明
国别省市：