【技术实现步骤摘要】
一种聚变用铠装超导线圈VPI树脂精确计量系统及方法
[0001]本专利技术涉及核聚变堆用铠装超导磁体绝缘制造领域，具体涉及一种聚变用铠装超导线圈VPI树脂精确计量系统及方法。
技术介绍
[0002]聚变能源被认为是人类的终极能源，与核裂变相比，核聚变反应过程对环境没有污染，核聚变产物没有放射性，聚变反应条件被破坏时，聚变堆系统停止工作不会造成重大安全事故。磁约束核聚变是目前国际研究核聚变的通用方式，托卡马克装置被公认为是人类实现聚变能源的理想装置，磁体系统是托卡马克装置中的核心部件，其中，环向场磁体用于约束等离子体，极向场和中心螺管磁体用于加热、成形和平衡等离子体，而校正场磁体用于补偿磁体加工和安装过程中产生的误差场。聚变能与磁场的4次方成正比，因此，磁场强度决定了聚变装置产生聚变能的最关键因素，为了获得更高的磁场强度，核聚变堆磁体系统均采用铠装超导导体来制造磁体，其优良的力学性能，良好的冷却通道，成熟的制造工艺被国内外聚变同行广泛应用。
[0003]在超导线圈制造的过程中，绕制成形后的线圈绕组需要通过VPI（Vac...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种聚变用铠装超导线圈VPI树脂精确计量系统，其特征在于，应用于大型聚变用铠装超导线圈的绝缘制造，包括：线圈绕组，其为未经过VPI固化的聚变用铠装超导线圈；VPI模具，其通过密封焊接的不锈钢内模为线圈绕组提供真空环境，由碳钢外模为线圈绕组的绝缘制造提供尺寸限位；真空检测系统，包含真空抽气系统、真空监控系统和真空数据采集系统，实现对VPI模具内部的线圈绕组进行抽真空脱气处理；加热及保温系统，其分为内部加热系统、外部加热系统和外部的保温被；内部加热系统采用电加热的方式实现对线圈绕组的均匀加热；外部加热系统采用加热板实现对碳钢外模的整体加热；保温被设置在VPI模具的外部，用于实现VPI模具的整体温度均衡；数据采集及处理系统，其用于采集真空PID控制系统的信号、气体流量计的信号、数字压力采集系统的信号，并对信号依照预定伯努利气体方程和材料放气率方程进行计算，获得线圈绕组所需环氧树脂的精确数值。2.根据权利要求1所述的一种聚变用铠装超导线圈VPI树脂精确计量系统，其特征在于，还包括：电动闸板阀，其用于实现真空检测系统对线圈绕组的VPI模具抽真空速率的控制，调节气体通过气体流量计的速率；真空PID控制系统，其包含真空规管和PID自动控制系统。3.根据权利要求2所述的一种聚变用铠装超导线圈VPI树脂精确计量系统，其特征在于，还包括：打压系统，其用于线圈绕组在真空脱气过程中与真空腔室的氮气置换，实现对绝缘材料表面吸附气体的冲蚀，置换线圈绕组内部杂质气体，以及在线圈绕组的注胶及浸渍过程中完成对树脂的打压，以实现对线圈绕组内部微细气泡的压缩。4.根据权利要求3所述的一种聚变用铠装超导线圈VPI树脂精确计量系统，其特征在于，所述真空抽气系统由机械泵、罗茨泵及水冷系统组成；所述真空监控系统包括真空管路、真空阀门、真空规管。5.根据权利要求4所述的一种聚变用铠装超导线圈VPI树脂精确计量系统，其特征在于，还包括：气体流量计，其用于计量通过线圈绕组内部的气体质量。6.根据权利要求5所述的一种聚变用铠装超导线圈VPI树脂精确计量系统，其特征在于，还包括：数字压力采集系统，其采用压力变送器、压电信号采集卡完成线圈绕组内部正压力的采集和记录。7.一种权利要求1
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6之一所述的一种聚变用铠装超导线圈VPI树脂精确计量系统的计量方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1.调试聚变用铠装超导线圈VPI树脂精确计量系统，获取真空度和压力数据；步骤2. 对线圈绕组进行充分脱气处理，获得第一次测量的氮气总体积和第二次测量的氮气总体积；步骤3. 求得第一次测量的氮气总体积和第二次测量的氮气总体积的平均值，将该平均值作为VPI模具置换氮气的标准参数导入数据采集及处理系统进行计算处理，获得线圈绕组所需环氧树脂...
【专利技术属性】
技术研发人员：闫朝辉，何建，周超，文伟，武玉，俞小伍，
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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