Откачной узел двухкамерной плазменной установки Советский патент 1977 года по МПК G21B1/00 H05H1/00 

Изобретение относится к устройствам откачки термоядерных установок типа Токамак.

Известны плазменные установки, вакуумная камера которых выполнена в виде прогреваемой камеры с большим электрическим сопротивлением, расположенной внутри разрезанного по экватору тонкостенного проводящего кокуха 1 . Для откачки камеры используют откачные патрубки, проходящие через кожух, что приводят к необходимости герметизации мест прохода при одновременном обеспечении электроизоляции стенок .кожуха от стенок патрубка.

Известен откачной узел двухкамерной плазменной установки, содержащий фланец, укрепленный на откачном патрубке вакуумной камеры, проходящем через азимутальный вырез кожуха и герметизированном по краям выреза 2. Для герметизации используются прокладки, изготовленные из мягкого материала, например вакуумной резины.

В такой конструкции откачного узла необходимо применять охлаждаемые конструктивные элементы для обеспечения работы прокладок при повышенных температурах. Большие температурные деформации патрубка снижают надеу-ность герметизации кожуха в азимутальноэкваториальных стыках.

Цель изобретения - пов1:Ж1ение надежности герметизации кожуха.

Поставленная цель достигается тем, что Е азимутальном вырезе кожуха установлен неподвихшиГ корпус, а откачной патрубок выполнен в виде сильфонного

коаксиала, внутренний сильфон которого прикреплен к внутренней камере, а наружный - к торцу корпуса.

Па чертеже показан предложенный откачной узел тороидальной термоядерной установки Токамак (пунктирными линиями нарисованы блоки обмотки продольного магнитного поля).

Толстостенный тороидальны кожух 1 разрезан в экваториальной плоскости на две половины 2 и 3, герметизированные на стыках экваториальными прокладками 4 из резины. Внутри кожуха размещена сверхвысоковакуумная разрядная камера 5, прогреваемая до температуры 800 1000°С током, текущим по ее поверхности. Для предохранения кожуха от перегревов и обеспечения адежной температурной эксплуатации герметизирующих резиновых прокладок

4 на наружной поверхности кокуха разМещена система охлаждения, выполненная в виде змеевиков б, припаянных к половинам 2 и 3 кожуха.

К разрядной камере приварен откачной патрубок 7, представляющий собой телескопический переходник, состоящий из наружного корпуса: 8 и внутреннего коаксиала 9, к которому приварен торцовый фланец 10. Коаксиал 9 выполнен из сильфонов, что обеспечивает подвижность торцового фланца 10 относительно корпуса 8 и подволяет использовать коаксиал в качестве температурного компенсатора.

В кожухе 1 имеется односторонний азимутальный вырез для прохода откачного патрубка. Вырез выполнен симметричным относительно экваториального разреза и на уровне размещения экваториальных прокладок 4 имеет ступенчатую расточк.у, .Наружный корпус 8 откачного патрубка устанавливается в аксиальном вырезе кожуха и жестко крепится в нем с помощью керамических сухарей 11. При этом ступенчатая расточка образует со стенкой корпуса 8 торцовую канавку, в которую закладывается прокладка 12, дефорт шруемая нажимным фланцем 13. Прокладка 12 образует с прокладкой 4 Т-образный стык что позволяет герметизировать кожух по экваториальному разрезу. Для обеспечения электрической изо ляции кожуха от разрядной камеры на поверхность корпуса 8 нанесено диэлектрическое покрытие из высокотемпературной ситаллизированной эмали. Снижение тепловог.а излучения разрядной камеры на-сте.н«Ч-.1 кожуха и . повышение эффекяйбярдгй. й.а: -би-стSNM охлаждения мож.еТ-..;Е,&тйгнуто за счет установки - вй-к / ЗДно.м./промежутк кожух - разрадваи -камера системы теп лозащитных о тражакйцих экранов. Сборка устройства производится следующим образом. В нижнюю половину 2 кожуха устанавливают разрядную камеру 5, откачной патрубок 7 который размещают в аксиальном вырезе кожуха и неподвижно закрепляют в нем сухарями 11. На торцы нижней половины кожуха устанав ливают экваториальные прокладки 4 и ;зажимают их верхней половиной 3 кожуха, герметизируя по периметру тора ;болтовым соединением..В -торцовую ка|навку аксиального выреза кожуха уста :навливают прокладку 12 и зажимают ее

нажимным фланцем 13. При этом прокладка 12, пересекая экваториальную прокладку 4, образует с ней Т-образный стык, который герметизируется при поджатии нажимного фланца 13.

Торцовый фланец 10 откачного патрубка 7 присоединяют к средствам откачки (не показаны) и откачивают разрядную камеру 5 до рабочего разрежения. Затем в систему охлаждения кожуха подают воду, и разрядную камеру нагревают до 800-1000 С. Компенсация температурных деформаций разрядной камеры и откачного патрубка обеспечивается сильфонным компенсатором, который одновременно используется как теплозащита для снижения теплового потока, поступающего .на кожух через аксиальный вырез.

Предложенная конструкция откачного узла позволяет разместить откачной патрубок в пределах кожуха и исключить деление кожуха на аксиальные секторы. Это значительно упрощает конструкцию термоядерной установки и обеспечивает сборку системы продольного магнитного поля без разборки кожуха. При этом значительно повышается надежность герметизации мест прохода откачных патрубков через кожух и .обеспечивается свободный доступ к уплотнительным фланцам. Формула изобретения Откачной узел двухкамерной плазменной установки, состоящий из фланца, укрепленного на откачном патрубке внутренней камеры,;Проходящем через азимутальный выре-э: «-ожуха и герметизированном по; краям; лыреза, отличаю щ..и и.c:..i..teM что, с целью повьЕц ний H aeacHDcsrn герметизации кожуха, внутри :а |имутального выреза кожуха установлен неподвижный корпус, а откачной патрубок выполнен в виде сильфонного коаксиала, внутренний сильфон которого прикреплен к внутренней камере, а наружный - к торцу корпуса . Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1.Арцимович Л.А. Управляемые термоядерные реакции. М., 1961, с. 234. 2,Гашев М.А. Основные технические характеристики экспериментальной термоядерной установки Токамак-3, Атомная энергия , т. 17, 4, 1964, с. 287.