ITER送气系统穿透结构设计-核聚变与等离子体物理.PDF

第 30 卷 第 1 期 核 聚 变 与 等 离 子 体 物 理 Vol.30, No.1 2 0 1 0 年 3 月 Nuclear Fusion and Plasma Physics March 2010 文章编号：0254-6086(2010)01-0076-06 ITER 送气系统穿透结构设计 江 涛，李 波，李 伟，王明旭 (核工业西南物理研究院，成都 610041) 摘 要：介绍了作为 ITER 气体加料系统关键技术之一的管道穿透结构的设计工作进展，给出了偏滤器窗口 延伸部分和低温冷屏以及上窗口延伸部分和环向真空封闭法兰的管道穿透结构设计和初步分析结果。 关键词：国际热核聚变堆；送气系统；穿透结构 中图分类号：TL62+4 文献标识码：A 1 引言 双层管道，其中内管为工作气体管道，管道左端直 −6 ITER 装置的工程建造分解为若干采购包，这 接与主真空室相通，在非送气状态时需保持 10 Pa 些采购包将由 ITER 计划的成员国分别承担。按照 高真空，另一端与阀门箱相接；外管为包容管，起 ITER 组织的要求，在采购包发包前，承担方必须 保护作用，两管间隙内将充入惰性气体作为保护气 完成关键性技术预研。我国共承担了 6 个采购包， 体。整个管道结构的设计主要考虑满足高真空密 其中气体加料系统(GIS)和辉光放电清洗系统(GDC) 封、正常以及非正常操作时的窗口法兰位移变化对 是我国独立承担的采购包，其预研任务由核工业西 管道的影响、管道检测与检漏、安装和维护等工作 南物理研究院负责完成[1] 。 要求，并要考虑有关实现的工艺技术，以保证管道 按照我国与 ITER 组织签署的对 GIS/GDC 系统 在各种工况下安全运行。 的预研协议，ITER GIS/GDC 系统的评估和初步研 究工作已经基本完成，还需进行工程设计、关键技 术及加工工艺的研发。当前 ITER 装置主真空室已 经进入发包阶段，送气管路与主真空室以及低温冷 屏的穿透结构设计工作是 GIS 系统与主真空室迫切 需要解决的接口界面问题，同时穿透结构的设计也 图 1 GIS 穿透结构原理图 是气体加料系统采购包发包前需要解决的关键性 技术问题之一。 ITER GIS DWO 穿透结构的设计主要包括以下 两部分：a. ITER 装置偏滤器窗口延伸部分和低温 2 设计要求和原理 冷屏的穿透；b. ITER 装置上窗口延伸部分和环向 根据 ITER 项目设计工作合同(DWO-18-104- 真空封闭法兰的穿透，包括加料和快速关堆部分。 YYG-CN)的任务描述，设计任务是完成满足 ITER 送气系统需求的穿透结构设计，同时需要在设计中 3 设计标准和手册 考虑检漏方案和正常以及非正常操作时的位移变 本设计工作遵循下列