一种兆瓦级稳态高功率锥形水负载制造技术

本发明专利技术公开了一种兆瓦级稳态高功率锥形水负载，包括同轴且依次连通设置的矩形波导、圆柱波导以及锥形水负载吸收单元；所述锥形水负载吸收单元包括圆锥筒，所述圆锥筒包括大头端和小头端，所述大头端与所述圆柱波导连接，所述圆锥筒的筒壁设有进水口，用于通入冷却水，所述小头端为出水口，用于排出所述冷却水；所述圆柱波导内靠近所述圆锥筒的一侧设置有陶瓷介质，用于在所述圆柱波导和所述锥形水负载吸收单元之间形成隔离层。本发明专利技术的水负载应用在高功率微波系统中，能够吸收兆瓦级稳态高功率的微波，避免对空辐射对人体造成辐射损坏。坏。坏。

【技术实现步骤摘要】
一种兆瓦级稳态高功率锥形水负载


[0001]本专利技术涉及核聚变研究中高功率微波的
，尤其涉及一种兆瓦级稳态高功率锥形水负载。

技术介绍

[0002]核聚变是指由质量小的原子，主要为氘或氚，在一定的条件下，例如超高温和高压的条件下，发生原子核互相聚合作用，生成新的质量更重的原子核，并伴随着巨大的能量释放的一种核反应形式。核聚变能是目前已认识到的一种理想的清洁能源。聚变反应堆需要大功率波加热和电流驱动，以获得高参数的等离子体电流，而加热和电流驱动的一种方法为低杂波电流驱动法。
[0003]低杂波电流驱动系统的关键部件为速调管微波源。目前，对速调管产生功率在兆瓦级、时间在百秒量级的长秒冲的研究，是科研人员正在攻克的问题。其中，对速调管的参数指标验证需要通过多种微波器件进行功率的传输、测量、吸收隔离等操作，在测试验证系统的末端，需要对速调管产生的兆瓦级稳态高功率的微波进行吸收，从而避免速调管产生的微波对空辐射对工作人员造成辐射伤害。
[0004]目前，并没有能够对兆瓦级的高功率进行吸收的水负载，不能满足兆瓦级大功率速调管研制的测试需求。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种兆瓦级稳态高功率锥形水负载，解决现有的水负载不能对兆瓦级稳态高功率的微波进行吸收的问题。
[0006]为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：本专利技术提供一种兆瓦级稳态高功率锥形水负载，包括同轴且依次连通设置的矩形波导、圆柱波导以及锥形水负载吸收单元；所述锥形水负载吸收单元包括圆锥筒，所述圆锥筒包括大头端和小头端，所述大头端与所述圆柱波导连通，所述圆锥筒的筒壁设有进水口，用于通入冷却水，所述小头端为出水口，用于排出所述冷却水；所述圆柱波导内靠近所述圆锥筒的一侧设置有陶瓷介质，用于在所述圆柱波导和所述锥形水负载吸收单元之间形成隔离层。
[0007]在一种可能的实现方式中，所述进水口处还设置有喷淋器，所述喷淋器的喷淋口朝向所述陶瓷介质，用于将冷却水均匀的喷洒在所述陶瓷介质上。
[0008]在一种可能的实现方式中，述矩形波导外部靠近所述圆柱波导的一侧套设有水冷结构，用于对所述圆柱波导降温。
[0009]在一种可能的实现方式中，所述水冷结构包括同轴固定套设在所述矩形波导外部的安装座，所述安装座为矩形环状结构；所述安装座内设置有U型通路，所述U型通路环绕在所述矩形波导外部，所述U型通
路开口端的一端为入水口，另一端为排水口。
[0010]在一种可能的实现方式中，所述入水口和所述排水口均设置在所述安装座的短边上。
[0011]在一种可能的实现方式中，所述入水口处设置有入水螺纹接头，所述出水口处设置有排水螺纹接头。
[0012]在一种可能的实现方式中，所述进水口设置有进水接头，所述出水口同轴设置有出水接头；所述进水接头内设置有支撑台，所述喷淋器通过所述支撑台固定在所述进水接头内。
[0013]在一种可能的实现方式中，所述喷淋器为直径与所述进水接头的直径匹配的圆柱状结构，所述喷淋器靠近所述陶瓷介质的一侧均匀开设有多个喷水孔。
[0014]在一种可能的实现方式中，所述圆柱波导的外侧壁靠近所述锥形水负载吸收单元的一侧同轴开设有第一环形定位槽和第二环形定位槽，所述第一环形定位槽用于对焊接圆柱波导与陶瓷介质的装置进行定位；所述第二环形定位槽为两个，且相对设置在所述第一环形定位槽的两端，用于对焊丝进行定位；所述第一环形定位槽的宽度大于所述第二环形定位槽的宽度。
[0015]在一种可能的实现方式中，所述陶瓷介质为氮化铝陶瓷介质。
[0016]本专利技术实施例提供的兆瓦级稳态高功率锥形水负载，兆瓦级的大功率微波经矩形波导传输到圆柱波导内之后，穿过陶瓷介质进入圆锥筒内，从圆锥筒的进水孔向圆锥筒内通入冷却水，通过圆锥筒内的冷却水对进入的兆瓦级的大功率微波的能量进行吸收，并转换为热能，圆锥筒内的冷却水吸收微波的能量后温度升高，通过进水口和出水口不断对圆锥筒内的冷却水进行更换，保证水负载的吸收效果；本专利技术的水负载能够有效地吸收兆瓦级稳态高功率的微波的能量，避免对空辐射对人体造成辐射损坏。
附图说明
[0017]图1为本专利技术实施例提供的一种兆瓦级稳态高功率锥形水负载的整体结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的一种兆瓦级稳态高功率锥形水负载的整体结构的剖视图；图3为本专利技术实施例提供的一种兆瓦级稳态高功率锥形水负载的陶瓷介质的结构示意图；图4为本专利技术实施例提供的一种兆瓦级稳态高功率锥形水负载的矩形波导和圆柱波导部分的结构示意图，其中，（a）为矩形波导和圆柱波导部分的立体结构示意图，（b）为（a）的平面剖视图；图5为本专利技术实施例提供的一种兆瓦级稳态高功率锥形水负载的矩形波导和水冷结构部分的内部结构示意图，其中，（a）为矩形波导和水冷结构部分的剖视图，（b）为入水螺纹接头和排水螺纹接头的结构示意图，（c）为堵头的结构示意图；图6为本专利技术实施例提供的一种兆瓦级稳态高功率锥形水负载的圆柱波导部分的内部结构示意图，其中，（a）为圆柱波导的剖面图，（b）为（a）的部分放大图；
图7为本专利技术实施例提供的一种兆瓦级稳态高功率锥形水负载的锥形水负载吸收单元的剖面图；图8为本专利技术实施例提供的一种兆瓦级稳态高功率锥形水负载的进水接头的剖视图；图9为本专利技术实施例提供的一种兆瓦级稳态高功率锥形水负载的喷淋器的结构示意图。
[0018]附图标记及说明：1、矩形波导；2、圆柱波导；21、第一环形定位槽；22、第二环形定位槽； 3、锥形水负载吸收单元；31、圆锥筒；32、进水口；33、出水口；34、进水接头；35、出水接头；36、支撑台；37、过渡段；4、陶瓷介质；5、喷淋器；51、喷水孔；6、安装座；61、U型通路；62、入水口；63、入水螺纹接头；64、排水口；65、排水螺纹接头；66、堵头；7、法兰。
具体实施方式
[0019]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0020]以下，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本公开实施例的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。另外，“基于”或“根据”的使用意味着开放和包容性，因为“基于”或“根据”一个或多个所述条件或值的过程、步骤、计算或其他动作在实践中可以基于额外条件或超出所述的值。
[0021]为了解决现有的水负载不能对兆瓦级稳态高功率的微波进行吸收的问题，本专利技术实施例提供了一种兆瓦级稳态高功率锥形水负载。
[0022]如图1和图2所示，一种兆瓦级稳态高功率锥形水负载包括同轴且依次连通设置的矩形波导1、圆柱波导2以及锥形水负载吸本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种兆瓦级稳态高功率锥形水负载，其特征在于，包括同轴且依次连通设置的矩形波导、圆柱波导以及锥形水负载吸收单元；所述锥形水负载吸收单元包括圆锥筒，所述圆锥筒包括大头端和小头端，所述大头端与所述圆柱波导连通，所述圆锥筒的筒壁设有进水口，用于通入冷却水，所述小头端为出水口，用于排出所述冷却水；所述圆柱波导内靠近所述圆锥筒的一侧设置有陶瓷介质，用于在所述圆柱波导和所述锥形水负载吸收单元之间形成隔离层。2.根据权利要求1所述的水负载，其特征在于，所述进水口处还设置有喷淋器，所述喷淋器的喷淋口朝向所述陶瓷介质，用于将冷却水均匀的喷洒在所述陶瓷介质上。3.根据权利要求2所述的水负载，其特征在于，所述矩形波导外部靠近所述圆柱波导的一侧套设有水冷结构，用于对所述圆柱波导降温。4.根据权利要求3所述的水负载，其特征在于，所述水冷结构包括同轴固定套设在所述矩形波导外部的安装座，所述安装座为矩形环状结构；所述安装座内设置有U型通路，所述U型通路环绕在所述矩形波导外部，所述U型通路开口端的一端为入水口，另一端为排水口。5.根据权利要求4所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵连敏，李定真，朱梁，程敏，李妙辉，周泰安，
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：