[实用新型]一种用于聚变堆大气侧的串联式带电水路贯穿件

说明书

本实用新型属于聚变堆贯穿件技术领域，具体涉及一种用于聚变堆大气侧的带电水路贯穿件；该贯穿件包括，第一层电绝缘约束结构，第二层电绝缘约束结构，过渡管，外套管，隔套，法兰管，ITER法兰和ITER法兰紧固螺栓，本发明采用波纹管弹性件缓冲水管传递过来的机械负载，保护陶瓷封接件；采用辅助支撑结构承载水管的机械负载，用超高纯(99％)Al₂O₃陶瓷作为支撑结构的电绝缘元件，并具有一定的耐中子辐照能力。该贯穿件通过热水和导电的水管、双金属密封真空法兰组件、双层具有电绝缘的氚及放射性物质约束(真空约束)结构、防止低真空下气体击穿的电绝缘结构、水管支撑定位与电绝缘结构、约束完整性监测结构。

技术领域

本发明属于聚变堆贯穿件技术领域，具体涉及一种用于聚变堆大气侧的串联式带电水路贯穿件。

背景技术

在氘氚聚变堆中，水、电穿透约束壁垒的贯穿件，以及带电冷却水回路的贯穿件是聚变堆工程的常用的重要部件之一。由于聚变堆是工作在氘氚聚变等离子体的工作环境下，工作环境恶劣，如：高温、放射性辐照、热冲击和机械冲击，以及各种核安全要求：氚和放射性约束的安全等级、地震安全等级、真空等级、氚分类和远程机械手操作分类等级要求，使得普通工业(真空设备)中的水、电贯穿件无法满足聚变堆工程需求。

以ITER(International Thermonuclear Experimental Reactor，国际热核聚变实验堆)中的辉光放电清洗系统为例。该系统在辉光放电清洗时，电极的动力电是借用电极冷却水管馈入。水路的最高电压1.5～4.5kV，馈入电流30A，辉光放电的工作气体为He、H₂或D₂，工作气压在10^-3～15Pa，冷却水是入口水温为240℃/水压4.4MPa的过热水，约束壁(真空室)的温度为200℃；在氘氚聚变放电期间，入口水温为70℃/水压4.0MPa，约束壁(真空室)温度～70℃，工作气体为H₂、D₂和T₂，本底气压为10^-5Pa(H₂、D₂和T₂)，本底杂质气体分压强为10^-7Pa；在装置内漏水事故中，装置内的最高压强为0.15MPa，在SL-2的地震期间和地震之后保证约束的完整性。

因此，要求贯穿件保证：

1)贯穿件的电绝缘要求：

a)绝缘件材料本身的电绝缘要求；

b)气体放电；

c)耐中子辐照；

2)在正常运行和各种事故中放射性物质约束的安全可靠性，承受各种运行和事故负载，实时监测约束结构的完整性；

保证贯穿件在高温运行中释放的气体满足聚变堆对贯穿件放气量的要求，不影响聚变等离子体约束性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于聚变堆大气侧的串联式带电水路贯穿件，能够承受聚变装置运行和各种事故产生的各种负载，并保证放射性约束的完整性。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

本发明一种用于聚变堆大气侧的串联式带电水路贯穿件，该贯穿件包括：第一层电绝缘约束结构，第二层电绝缘约束结构，过渡管，外套管，隔套，法兰管，ITER法兰和ITER法兰紧固螺栓；

所述第一层电绝缘约束结构通过隔套与第二层电绝缘约束结构串联连通构成电绝缘约束结构；