[发明专利]一种聚变堆大型超导磁体结构件及其制造工艺

说明书

本发明公开了一种聚变堆大型超导磁体结构件，包括结构件主体和内腔壁，所述结构件主体底部设置有定位支撑架，所述定位支撑架之间设置有稳定支撑肋条，所述内腔壁设置在所述结构件主体内部，所述结构件主体侧边设置有预留液氮导流管，所述结构件主体顶部设置有预留检测塔和监控设备容纳腔，所述结构件主体由隔热喷涂层、铝基粘结层、静电防护层和奥氏体不锈钢基层组成，所述隔热喷涂层设置在所述铝基粘结层的表面。有益效果在于：本发明可以在聚变堆大型超导磁体结构件锻打过程中，保证其韧性、强度的前提下直接在内部成型设备安装槽位，便于后续的设备安装成型和装配，同时具有防漏、隔热、提高液氮利用效率的优点。

技术领域

本发明涉及一种聚变堆大型超导磁体结构件及其制造工艺。

背景技术

随着全球经济的飞速发展和人口的快速增长，能源消耗量急剧增 大，人类将面临着严重的资源短缺，开发高效、清洁、安全、环境兼 容的战略性新能源已成为世界各国高度重视和迫切需要解决的问题。

近年来，作为人类公认解决未来能源危机的终极能源——聚变能 的应用已引发全球关注热潮。欧美、中俄日韩等国共同签署合作协议， 启动并实施“国际热核聚变实验堆(ITER)计划”。目前，我国已研 制成功世界上第一个全超导托卡马克(EAST)东方超环首次获得百秒 量级稳态高约束模等离子体，取得了里程碑性的重要突破，核聚变技 术的发展始于英国，1919年英国物理学家Aston发现轻核聚变反应 可释放足够大的能量，标志着聚变能概念的产生。随后，世界各国的 科学家纷纷投入到核聚变理论、物理工程、聚变环境、装置、材料等 的研究中，由于托卡马克装置具有超强磁场、极大约束力的环形磁约 束特性，各国相继开展托卡马克装置的研究。

在托卡马克装置结构中，聚变堆大型超导磁体结构件的性能是 CFETR聚变堆的技术基础，决定着聚变堆的安全性、稳定性、可控性 是否符合标准，聚变堆从实验堆——示范堆——商用堆的发展成为解 决人类终极能源的最有效途径，适用于液氦温度下的大型低温结构件 对聚变堆大型超导磁体线圈盒起到重要的支撑作用，可应用于ITER 和CFETR聚变堆、核电站、宇宙空间航行器推动和核潜艇等领域，因 此聚变堆大型超导磁体结构件的重要性不言而喻。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种聚变堆大型 超导磁体结构件及其制造工艺。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

一种聚变堆大型超导磁体结构件，包括结构件主体和内腔壁，所 述结构件主体底部设置有定位支撑架，所述定位支撑架之间设置有稳 定支撑肋条，所述内腔壁设置在所述结构件主体内部，所述结构件主 体侧边设置有预留液氮导流管，所述结构件主体顶部设置有预留检测 塔和监控设备容纳腔，所述结构件主体由隔热喷涂层、铝基粘结层、 静电防护层和奥氏体不锈钢基层组成，所述隔热喷涂层设置在所述铝 基粘结层的表面，所述铝基粘结层另一侧设置有所述静电防护层，所 述静电防护层设置在所述奥氏体不锈钢基层上，所述内腔壁由隔热 层、对接管、基板、阀门槽、流通管、换热器槽和密封凹槽组成，所 述基板外围设置有所述隔热层，所述对接管与所述阀门槽相连接，所 述阀门槽与所述流通管相连接，所述阀门槽通过所述密封凹槽与所述 换热器槽对接。

本实施例中，所述结构件主体与所述定位支撑架焊接连接，所述 定位支撑架与所述稳定支撑肋条焊接连接，所述结构件主体与所述预 留液氮导流管焊接连接。

本实施例中，所述结构件主体与所述监控设备容纳腔焊接连接， 所述结构件主体与所述预留检测塔焊接连接，所述预留检测塔均匀分 布在所述结构件主体的外部。

本实施例中，所述预留检测塔的数量可以根据实际需求进行调 节，确保监控的数据量。

本实施例中，所述隔热喷涂层通过静电喷涂贴附在所述铝基粘结 层上，所述铝基粘结层与所述静电防护层固定粘接，所述静电防护层 与所述奥氏体不锈钢基层固定粘接。