一种平板和穿管组合型偏滤器冷却模块及其制备方法技术

技术编号:44186387 阅读:28 留言:0更新日期:2025-02-06 18:27
本发明专利技术公开了一种平板和穿管组合型偏滤器冷却模块及制备方法,包括:钨块、基体、无氧铜层、热沉和冷却水管;在钨块的内壁加工无氧铜层形成钨铜块;钨铜块与热沉连接;热沉与基体连接;基体与冷却水管连接,冷却水管采用一进一出设置。本发明专利技术制作的“马鞍形”钨铜块能够防止钨片和钨铜片脱落,满足了穿管型模块功能且节省了一半的钨材料,“马鞍形”钨铜块通过模具加工,钨块厚度在中间厚度方向可以方便的进行增加,有助于减少钨铜块的最大温差和降低最大热应力,同时侧面的钨块结构可以更好保护侧面承受等离子体瞬态热流,从而显著提升了组合型结构的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及核聚变领域,具体涉及一种平板和穿管组合型偏滤器冷却模块及其制备方法


技术介绍

1、偏滤器是核聚变托卡马克装置的核心部件,直接面对强烈的粒子流和高温热流的冲击。偏滤器作为装置的超高热负荷部件,其热负荷排除能力是最为核心的技术评价指标。国际上主要的聚变实验装置,如国际热核聚变实验堆(iter)、东方超环(east)、法国的west和日本的jt-60sa等,以及主要的聚变堆装置,如欧盟的eu-demo、日本的ja-demo和韩国的k-demo等,其偏滤器热负荷排除能力设计均能承受稳态10 mw/m2。偏滤器热负荷排除能力越强,就越有利于维持高约束性能的等离子体稳态运行,这对于实现高效的聚变反应至关重要。对于中国聚变工程实验堆(cfetr),偏滤器需要具备承受稳态20 mw/m2的能力,但进一步提升则受制于当前偏滤器工程技术水平。

2、穿管型(monoblock)和平板型(flat tile)是偏滤器两种基本的冷却模块。以下以聚变实验装置当前主要应用的材料为例,介绍两种基本模块结构。如图1所示:穿管型模块是用铬锆铜水管将一个个块状钨串联本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种平板和穿管组合型偏滤器冷却模块,其特征在于,包括:钨块、基体、无氧铜层、热沉和冷却水管;在钨块的内壁加工无氧铜层形成钨铜块;所述钨铜块与热沉连接;所述热沉与基体连接;所述基体与冷却水管连接,冷却水管采用一进一出设置。

2.根据权利要求1所述的一种平板和穿管组合型偏滤器冷却模块,其特征在于:钨铜块形状设计为“马鞍形”,所述钨块内部高度方向上与无氧铜层配合面为非直平面设计,为曲面或折面,使得钨块高度从两侧向中间不断增厚;所述钨铜块底部设计为凸条结构,与热沉侧面的凹槽卡扣。

3.根据权利要求2所述的一种平板和穿管组合型偏滤器冷却模块,其特征在于:所述无氧铜层与钨...

【技术特征摘要】

1.一种平板和穿管组合型偏滤器冷却模块,其特征在于,包括:钨块、基体、无氧铜层、热沉和冷却水管;在钨块的内壁加工无氧铜层形成钨铜块;所述钨铜块与热沉连接;所述热沉与基体连接;所述基体与冷却水管连接,冷却水管采用一进一出设置。

2.根据权利要求1所述的一种平板和穿管组合型偏滤器冷却模块,其特征在于:钨铜块形状设计为“马鞍形”,所述钨块内部高度方向上与无氧铜层配合面为非直平面设计,为曲面或折面,使得钨块高度从两侧向中间不断增厚;所述钨铜块底部设计为凸条结构,与热沉侧面的凹槽卡扣。

3.根据权利要求2所述的一种平板和穿管组合型偏滤器冷却模块,其特征在于:所述无氧铜层与钨块内表面贴合,无氧铜层厚度1-2mm,顶部配合面设置圆角。

4.根据权利要求1所述的一种平板和穿管组合型偏滤器冷却模块,其特征在于:所述热沉由铜合金材料制作,基体选用不锈钢材料,热沉和基体连接成复合热沉;所述复合热沉内部设有冷却流道,流道顶部设置翅片。

5.根据权利要求4所述的一种平板和穿管组合型偏滤器冷却模块,其特征在于:所述翅片高度从两边向中间不断减小,翅片侧面为斜面,与壁面平行间距2-4mm,翅片宽度2-4mm保持不变,每个翅片宽度方向上间距5-10mm。

6.一种平板和穿管组合型偏滤器冷却模块制备方法,其特征在于,包括以...

【专利技术属性】
技术研发人员:许铁军薛瑞华贺欣程徐瀚
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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