【技术实现步骤摘要】
一种采用不锈钢铜合金复合板的托卡马克装置用水冷模块及其加工方法
[0001]本专利技术涉及磁约束核聚变装置
，具体涉及一种采用不锈钢铜合金复合板的托卡马克装置用水冷模块及其加工方法。
技术介绍
[0002]托卡马克装置是一个环向磁约束系统，依靠环向磁场线圈和轴向等离子体电流分别产生环向磁场和极向磁场，两者迭加在一起形成一个封闭的、螺旋状的磁场来约束其中的粒子。被约束的等离子体被感应、中性束、离子回旋共振、电子回旋共振、低杂波等方式加热到上亿度的高温，实现聚变反应。
[0003]高场侧位于托卡马克装置真空室中心柱内壁上，是直接面对等离子体部件中面积最大的部件。由于高场侧第一壁在托卡马克装置运行时主要承受热负荷，因此，高场第一壁需要有足够的排热能力。同时，高场第一壁还需要有足够的强度，承受装置运行时的电磁力及热应力。此外，考虑到高场侧第一壁维修及更换的需求，每一个模块都要能独立的。
[0004]现有的真空室高场侧第一壁多采用铜合金作为热沉，热沉内通过深孔钻加工出圆柱形的冷却水通道，采用石墨瓦作为面向等离子体...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种采用不锈钢铜合金复合板的托卡马克装置用水冷模块，其特征在于：包括水冷单元；所述水冷单元包括若干依次设置的水冷件；所述水冷件包括由外向内依次设置的水冷热沉、无氧铜层一与碳基层一；所述水冷热沉包括采用不锈钢/铜合金复合板的水冷热沉主体和焊接在水冷热沉主体上部的不锈钢材质的盖板一；所述水冷热沉主体上设有敞开的冷却流道一，冷却流道一包括竖向流道一和位于竖向流道一两端且与竖向流道一相连通的两条斜坡水道一，冷却流道一的上部及开口均位于水冷热沉主体的不锈钢层，竖向流道一的底部延伸至水冷热沉主体的铜合金层；所述盖板一放置在冷却流道一的开口内，与水冷热沉主体通过氩弧焊形成密封联接。2.根据权利要求1所述的一种采用不锈钢铜合金复合板的托卡马克装置用水冷模块，其特征在于：该水冷模块还包括分别设置在水冷单元左右两侧的进水单元与出水单元，所述进水单元和出水单元的结构相同，均包括由外向内依次设置的进出水热沉、无氧铜层二与碳基层二；所述进出水热沉包括采用不锈钢/铜合金复合板的进出水热沉主体和焊接在进出水热沉主体上部的不锈钢材质的盖板二；所述进出水热沉主体上设有敞开的冷却流道二，冷却流道二包括竖向流道二和位于竖向流道二两端且与竖向流道二相连通的两条斜坡水道二，冷却流道二的上部及开口均位于进出水热沉主体的不锈钢层，竖向流道二底部延伸至进出水热沉主体的铜合金层；所述盖板二放置在冷却流道二的开口内，与进出水热沉主体通过氩弧焊形成密封联接。3.根据权利要求2所述的一种采用不锈钢铜合金复合板的托卡马克装置用水冷模块，其特征在于：所述水冷单元的上下两侧分别设有一联接单元；所述联接单元包括若干个联接件，联接件包括由外向内依次设置的联接热沉、无氧铜层三与碳基层三；所述联接热沉包括采用不锈钢/铜合金复合板的联接热沉主体和位于联接热沉主体上部的不锈钢材质的盖板三；所述联接热沉主体上设有U形冷却流道，U形冷却流道包括横向流道和分别位于横向水道两侧且与横向水道相连通的两条斜坡水道三，U形冷却流道上部位于联接热沉主体的不锈钢层内且贯穿不锈钢层，下部延伸至联接热沉主体的铜合金层，盖板三放置在U形冷却流道上部的开口中，与联接热沉主体通过氩弧焊形成密封联接。4.根据权利要求3所述的一种采用不锈钢铜合金复合板的托卡马克装置用水冷模块，其特征在于：所述水冷单元、进水单元、出水单元和联接单元连接成矩形板状的高场第一壁单元，高场第一壁单元的正面及背面的形状与高场侧真空壁的形状相适应；所述水冷单元与进水单元、出水单元并排平行安装，相邻水冷件安装时存在一个夹角，使高场第一壁单元为多面体结构，与圆柱形的高场侧真空室壁匹配。5.根据权利要求4所述的一种采用不锈钢铜合金复合板的托卡马克装置用水冷模块，其特征在于：所述冷却流道一、冷却流道二和U形冷却流道的横截面均为矩形；所述冷却流道一、冷却流道二和U形冷却流道的高热负荷区内设有散热片序列；所述散热片序列包括若干沿冷却液流向依次布置的矩形散热片，矩形散热片的厚度与冷却液流向一致。6.根据权利要求5所述的一种采用不锈钢铜合金复合板的托卡马克装置用水冷模块，其特征在于：所述水冷件、进水单元和出水单元上的均焊接有O形联接管；所述冷却流道一的两端分别设有与O形联接管相匹配的O形联接孔一；所述冷却流道二的一端设有O形联接孔一，另一端设有总进出水口；所述O形联接管的一端插入到对应的...
【专利技术属性】
技术研发人员：殷磊，杨先科，訾鹏飞，李磊，王兆亮，韩乐，姚达毛，
申请(专利权)人：中国科学院合肥物质科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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