專利名稱：天線保護(hù)限制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是受控磁約束熱核聚變領(lǐng)域的非感應(yīng)加熱和電流驅(qū)動(dòng)裝置，具體地說是一種用于保護(hù)低混雜波天線的等離子體限制器。
背景技術(shù)：
低混雜波驅(qū)動(dòng)電流已經(jīng)被實(shí)驗(yàn)證明為托卡馬克型受控磁約束熱核聚變裝置上最 為有效的非感應(yīng)驅(qū)動(dòng)電流方法，天線是將直接微波能量耦合給等離子體的重要設(shè)備。由于 低雜波天線要直接面向高溫等離子體，因此天線必須承受來自等離子體的熱輻射和高能粒 子轟擊，為保護(hù)低雜波天線，需要為它配置專門的保護(hù)限制器。保護(hù)限制器置于天線輻射面前端，和天線一樣，保護(hù)限制器的熱負(fù)荷主要來自托 卡馬克等離子體的輻射熱。可近似地認(rèn)為等離子體向托卡馬克內(nèi)部釋放的總功率近似地等 于來自于托卡馬克外部的總加熱功率，根據(jù)保護(hù)限制器的有效接收面積和托卡馬克第一壁 總表面積等參數(shù)，即可計(jì)算出保護(hù)限制器吸收的等離子體輻射到其表面的熱能。在長脈沖高參數(shù)等離子體運(yùn)行條件下，保護(hù)限制器吸收的輻射熱相當(dāng)高，因此需 要設(shè)計(jì)冷卻效率很高的散熱結(jié)構(gòu)，更為重要的是，限制器必須在不影響低雜波天線耦合的 情況下，使天線不受高能粒子轟擊。國際上，保護(hù)限制器的冷卻都是采用強(qiáng)制水冷的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu)緊湊的天線保護(hù)限制器，有效地解決了限制器冷卻、不影響 天線耦合和避免天線直接承受高能粒子轟擊的關(guān)鍵問題。本發(fā)明比國際上各大托卡馬克裝 置現(xiàn)采用的低雜波保護(hù)限制器，在機(jī)械結(jié)構(gòu)上大為簡化，安裝也更加便捷。本發(fā)明采取的技術(shù)方案是—種天線保護(hù)限制器，包括有托卡馬克裝置第一壁瓦片、熱沉主體，其特征在于 所述的第一壁瓦片彎曲成曲面段，所述的第一壁瓦片的彎曲內(nèi)側(cè)方向有橫截面為楔形的弧 形槽，所述的弧形槽內(nèi)貼合安裝有橫截面為楔形的熱沉主體，熱沉主體兩端有上翻彎曲段， 所述的熱沉主體內(nèi)有若干條水冷卻通道，熱沉端部安裝有外固定連接機(jī)構(gòu)以及進(jìn)、出水匯 流接頭，所述的進(jìn)、出水匯流接頭分別與水冷卻通道的進(jìn)水端、出水端連接。所述的天線保護(hù)限制器，其特征在于所述的熱沉主體的底部通過螺釘與所述的 第一壁瓦片固定連接。所述的天線保護(hù)限制器，其特征在于所述的熱沉主體內(nèi)的若干條水冷卻通道的 進(jìn)水端匯集到一起并與進(jìn)水匯流接頭連接，熱沉主體內(nèi)的若干條水冷卻通道的出水端匯集 到一起并與出水匯流接頭連接。本發(fā)明采用金屬銅為材料制成平直的保護(hù)限制器熱沉主體，選取合適的熱沉尺 寸，以避免天線直接承受高能粒子的轟擊；在熱沉主體上采用深孔槍鉆工藝加工若干條完 全貫通的水冷卻通道；通過精密成形設(shè)備將平直的熱沉主體彎曲成外輪廓形狀和托卡馬克 等離子體邊界形狀相似的結(jié)構(gòu)；采用真空釬焊工藝，通過匯流接頭將數(shù)條水冷卻通道匯集到少數(shù)進(jìn)出連接接口，以方便與外界水冷系統(tǒng)連接；在精密數(shù)控設(shè)備上將熱沉主體加工成 特定的楔形形狀，以消除保護(hù)限制器對天線耦合的影響；將形狀與限制器匹配的第一壁專 用材質(zhì)瓦片，通過螺釘固定到熱沉主體上。本發(fā)明的有益效果
1)、本發(fā)明采用深孔槍鉆工藝、真空釬焊工藝和匯流接頭，將多道水冷卻通道集成 在一塊熱沉主體上，避免了繁雜的水冷管路連接，使得熱沉結(jié)構(gòu)較現(xiàn)有技術(shù)得到很大程度 的簡化，冷卻效率得到很大提升。2)、本發(fā)明所設(shè)計(jì)的保護(hù)限制器熱沉外形呈特定的曲面形狀，有效地消除了保護(hù) 限制器對天線耦合的影響，避免了天線直接承受高能粒子的轟擊。3)、本發(fā)明設(shè)計(jì)巧妙合理，結(jié)構(gòu)簡單，集成度高，成本低廉，利于推廣。


圖1為本發(fā)明保護(hù)限制器最高溫度點(diǎn)的溫度隨時(shí)間變化規(guī)律。圖2為本發(fā)明熱沉主體結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本發(fā)明截面剖視結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式如圖2、3所示，一種天線保護(hù)限制器，包括保護(hù)限制器熱沉主體1、冷卻通道2、匯 流接頭5、托卡馬克裝置第一壁瓦片6、連接螺釘7和固定連接件8。第一壁瓦片6中部彎曲 成曲面段，第一壁瓦片6的彎曲段內(nèi)側(cè)方向有橫截面為楔形的弧形槽，弧形槽內(nèi)安裝有橫 截面為楔形的熱沉主體1，熱沉主體1中部為曲面4，熱沉主體1兩端有彎曲段3-1、3-2，橫 截面形狀為楔形的保護(hù)限制器熱沉主體1內(nèi)部密布若干條水冷卻通道2，熱沉主體1外表面 形狀與弧形槽吻合并嵌裝其中，采用釬焊工藝在熱沉主體1端面將水冷通道封堵，在熱沉 主體1 一頂端側(cè)面，采用進(jìn)、出水匯流接頭5分別與水冷卻通道2進(jìn)、出水端連接，以方便與 外界水冷卻系統(tǒng)連接。熱沉主體1外表面彎曲段3-1、3-2和楔形截面的共同作用是消除保 護(hù)限制器對天線耦合的影響；熱沉主體1外表面曲面4被加工成和托卡馬克等離子體邊界 形狀相似的結(jié)構(gòu)，以最大程度地減小對天線耦合的影響。通過螺釘7將第一壁瓦片6固定 在熱沉主體1上，第一壁瓦片6接收的輻射熱可迅速地傳導(dǎo)至熱沉主體1上。限制器通過 固定連接件8被固定于天線輻射面前端，整個(gè)限制器可隨天線一起沿托卡馬克徑向移動(dòng)。本發(fā)明用于某大型托卡馬克裝置低雜波系統(tǒng)上，在外界加熱功率為30兆瓦情況 下的溫度-時(shí)間曲線如圖1所示。
權(quán)利要求
一種天線保護(hù)限制器，包括有托卡馬克裝置第一壁瓦片、熱沉主體，其特征在于所述的第一壁瓦片彎曲成曲面段，所述的第一壁瓦片的彎曲內(nèi)側(cè)方向有橫截面為楔形的弧形槽，所述的弧形槽內(nèi)貼合安裝有橫截面為楔形的熱沉主體，熱沉主體兩端有上翻彎曲段，所述的熱沉主體內(nèi)有若干條水冷卻通道，熱沉端部安裝有外固定連接機(jī)構(gòu)以及進(jìn)、出水匯流接頭，所述的進(jìn)、出水匯流接頭分別與水冷卻通道的進(jìn)水端、出水端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天線保護(hù)限制器，其特征在于所述的熱沉主體的底部通過 螺釘與所述的第一壁瓦片固定連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天線保護(hù)限制器，其特征在于所述的熱沉主體內(nèi)的若干條 水冷卻通道的進(jìn)水端匯集到一起并與進(jìn)水匯流接頭連接，熱沉主體內(nèi)的若干條水冷卻通道 的出水端匯集到一起并與出水匯流接頭連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種天線保護(hù)限制器，包括保護(hù)限制器熱沉主體、冷卻通道、匯流接頭、第一壁瓦片、連接螺釘和固定機(jī)構(gòu)。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，有效地消除了保護(hù)限制器對天線耦合的影響，避免了天線直接承受高能粒子的轟擊；多道水冷卻通道集成在一塊熱沉主體上，避免了繁雜的水冷管路連接，使得熱沉結(jié)構(gòu)較現(xiàn)有技術(shù)得到很大程度的簡化，冷卻效率得到很大提升。
文檔編號H01Q1/00GK101807738SQ20091025173
公開日2010年8月18日 申請日期2009年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月31日
發(fā)明者劉亮, 劉甫坤, 朱文華 申請人:中國科學(xué)院等離子體物理研究所