真空雜志

1、HT7UHT7U超導(dǎo)托卡馬克裝置低溫杜瓦的真空問題超導(dǎo)托卡馬克裝置低溫杜瓦的真空問題王小明辜學(xué)茂武玉錢衍達(dá)李高云楊道文李生發(fā)羅南昌（中國科學(xué)院等離子體物理研究所合肥230031）VacuumProbleminCryostatofHT7USuperconductingTokamakWangXiaomingGuXuemaoWuYUQianYaLiGaoyunYangDaowenLiShengfaLuoNanchang(Instituteof

2、PlasmaPhysicsAcademiaScinicaHefei230031)AbstractAppropriatevacuumstatustobeachievedinthecryostatofHT7USuperconductingTokamakwasconsidered.Heliumleakagefromthecryogenicsystemwhichiskeyfactfthevacuumperfmancewasestimated.V

3、acuumadjustmentespeciallyleakdetectingfthecryostatftestingthesuperconductperfmancewasdescribed.KeywdsHeliumleakageVacuumstateanalyzeCryostatFusiondevice.摘要：摘要：分析了HT7U大型全超導(dǎo)托卡馬克裝置低溫杜瓦內(nèi)的真空狀況，對影響真空指標(biāo)至關(guān)重要的磁體主機(jī)氦泄漏漏率作了計(jì)算，介紹了在試驗(yàn)

4、杜瓦成功實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)磁體正常運(yùn)行的真空調(diào)試與檢漏實(shí)踐。關(guān)鍵詞：氦漏率；真空狀況分析；超導(dǎo)磁體低溫杜瓦；聚變裝置關(guān)鍵詞：氦漏率；真空狀況分析；超導(dǎo)磁體低溫杜瓦；聚變裝置中圖分類號：中圖分類號：TB774；TB661文獻(xiàn)標(biāo)識碼：文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：文章編號：10020322（2002）HT7U非圓截面大型全超導(dǎo)托卡馬克裝置是我國九五國家大科學(xué)工程項(xiàng)目。大型超導(dǎo)磁體主機(jī)是該磁約束聚變裝置的心臟部件之一。置于容積為170立方米低溫杜瓦內(nèi)的磁體主

5、機(jī)由4.5K液氦冷卻的縱場（TF）磁體、極向場（PF）磁體和80K冷氦氣制冷的隔熱屏及構(gòu)成各分系統(tǒng)的低溫回路組成，其部件包括約40公里長的超導(dǎo)線（CICC），16個(gè)TF線圈盒、數(shù)百個(gè)絕緣子及各分系統(tǒng)的管材和閥門等。低溫杜瓦外側(cè)是阻隔大氣環(huán)境的真空外殼，內(nèi)側(cè)為盛有硼化水的夾層的外壁（夾層的內(nèi)壁為等離子體物理實(shí)驗(yàn)的主真空室壁）。為了保證超導(dǎo)磁體主機(jī)在超導(dǎo)臨界溫度（4.50K）下正常運(yùn)行，在低溫杜瓦空間達(dá)到所要求的真空水平是最為關(guān)鍵的條件之一

6、。本文給出了超導(dǎo)磁體低溫杜瓦內(nèi)的真空度指標(biāo)，分析了低溫杜瓦內(nèi)的真空狀況，對影響真空指標(biāo)至關(guān)重要的磁體主機(jī)氦泄漏漏率作了計(jì)算，介紹了在試驗(yàn)杜瓦成功實(shí)現(xiàn)模擬超導(dǎo)磁體正常運(yùn)行的真空與檢漏實(shí)踐。1超導(dǎo)磁體低溫杜瓦超導(dǎo)磁體低溫杜瓦真空度指標(biāo)與真空狀況分析真空度指標(biāo)與真空狀況分析對于大型絕熱低溫容器，真空設(shè)計(jì)指標(biāo)的基本考慮是以把空間氣體的熱傳導(dǎo)損失減少到最低限度為準(zhǔn)則。當(dāng)容器的真空度小于102Pa時(shí)[1]，氣相氣體的傳熱與輻射傳熱和固體傳熱相比，傳

7、熱量要小得多，其總傳熱將不隨氣壓而改變。與HT7U相似的美國的超導(dǎo)托卡馬克裝置TPX超導(dǎo)磁體低溫杜瓦[2]、[3]、[4]采用2套以2200ls復(fù)合型分子泵為主的三級串聯(lián)式抽氣機(jī)組，在低溫運(yùn)行時(shí)的真空指標(biāo)定為PV，故(5)式為由(6)式可知，隨著壓強(qiáng)增大，漏率按壓強(qiáng)的平方而增大；由于粘滯系數(shù)η正比于溫度的（12δ）次方[8]，故溫度降低，漏率增大。常壓（1atm.）、常溫(293K)下的氣體向真空環(huán)境泄漏的漏率為：因此，同種氣體向真空環(huán)