HL-2A装置真空和壁处理系统

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)核工业西南物理研究院 作者:曹曾

  中国环流器2号A (HL-2A)偏滤器托卡马克是我国第一个有偏滤器位形的核聚变实验装置,主要结构特点是真空室内具有磁孔栏和轴对称(极向)大体积的封闭式偏滤器,可在偏滤器物理和刮离层研究方面做出重要贡献,为我国参加国际热核实验堆(ITER)提供物理和技术基础。现代核聚变实验装置要求真空系统必须实现以下功能:

       ① 装置真空室的零部件及总体抽空、检漏;

       ②边缘粒子的抽运与控制;

      ③ 等离子体放电实验运行。

       根据上述技术要求和装置真空室结构特点,选用6台F-400型3500ls-1涡轮分子泵和两台低温泵做主抽气泵,分子泵系统设计为前级汇总式三级抽气机组,对环有效抽速为8m3¬¬s-1,单台低温泵对水的抽速为1.6m3s-1。

  HL-2A装置选用直流辉光放电清洗进行真空室的器壁锻炼及原位处理。在其真空室内主等离子体外侧的阴影区均匀分布位置固定的4只Ф25×450mm不锈钢阳极组件,每个组件由不锈钢阳极杆和“日光灯”罩形状的不锈钢电极罩构成。阳极杆通过绝缘陶瓷与电极罩相连,不锈钢电极罩直接与真空室连接。直流辉光放电清洗电源通过电极引线法兰、电极、工作气体与真空室壁构成回路。每两只电极共用一台直流辉光电源,电源参数为:电压0—1200伏,电流0—8安培,可根据物理实验要求进行不同工作气体(H2、He)的直流辉光放电清洗或器壁原位处理(硼化、硅化)。

  经过6年的实验运行,结果表明HL-2A真空主抽气系统、直流辉光放电清洗系统设计合理。主抽气系统提供了真空室从大气到烘烤、直流辉光放电清洗所需要的抽气能力,清洗和器壁原位处理保证了装置良好的真空壁条件。真空室的极限真空度达到4.6×10-6Pa,为装置在较高等离子体参数下深入开展改善约束、大功率二级加热和电流驱动、加料等国际前沿工程、物理课题的实验研究提供了相应的工程技术条件。

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