本发明涉及核聚变反应堆,特别是涉及一种用于聚变堆包层系统的布置结构。
背景技术:
1、随着全球经济的快速发展,各国对能源的需求也日益增强,而地球上的不可再生能源是有限的,因此如何解决能源问题是现阶段各国所要面对的严峻问题之一。核聚变能是的一种新型清洁能源,可控核聚变是世界各国正积极研究探索的一个重要领域,而磁约束核聚变装置是目前研究可控核聚变的一种主要装置,它的研究对于实现商业聚变堆具有重要意义。磁约束核聚变装置是一种由磁场约束等离子体在真空室中发生聚变反应,从而释放巨大能量,是一种将热能转化为电能的理想的能源替代方案。
2、其中,包层是磁约束核聚变装置的主要部件之一,其位于真空室内部靠近等离子体反应区域,而聚变堆包层系统在真空室内的布置又是包层设计中的关键技术,影响到包层在真空室内的空间占位和与其他系统的接口设计,包层安装在真空室内部,背部紧贴真空室,前端面对等离子体,包层在设计时需要考虑在有限空间内包层屏蔽块与真空室的安装,冷却管道的布置和固定。
3、在现有的聚变堆装置当中,均采用预先在真空室内壁安装固定装置,而后包层通过螺栓结构与真空室内壁固定点直接固定安装的方法。该方法需预先在真空室上对应包层的数量来加工安装孔位,并焊接对应数量的固定装置,而包层的数量较多,这导致加工安装孔位与焊接固定装置的工作量较大,同时数量庞大的焊缝影响真空室内壁轮廓,从而影响包层与真空室的装配精度,在后续需要进行维护的时候,这些焊接的固定装置也对真空室内部的维护带来了麻烦;同时为了支撑包层系统的冷却管道,需要在真空室内壁焊接大量的支撑结构,这不仅导致了真空室内壁杂乱,还占用了大量真空室内厚度方向的空间,对后期真空室内部的维护也造成了不便。
技术实现思路
1、本发明要解决的技术问题是:如何提高包层安装的集成度,减少包层安装对真空室内壁的影响,为了解决上述技术问题,本发明提供了一种用于聚变堆包层系统的布置结构,包括支撑组件、定位组件及固定组件,所述支撑组件的外轮廓与真空室的内壁贴合固定;
2、所述支撑组件包括多个极向支撑环和多个环向支撑环,多个所述极向支撑环之间圆周布置,多个所述环向支撑环沿所述极向支撑环的轮廓线布置,多个所述极向支撑环与多个所述环向支撑环组合以形成用于安装包层模块的环形笼式框架;
3、所述定位组件包括极向定位件和环向定位件,所述极向定位件和环向定位件分别安装于所述环向支撑环背离真空室内壁的面及所述极向支撑环背离真空室内壁的面,以便于包层模块安装定位于所述极向支撑环及所述环向支撑环;
4、所述固定组件包括安装于所述极向支撑环的螺栓结构与安装于包层模块的螺母结构,以便于将所述包层模块固定于所述支撑组件。
5、优选地,所述极向支撑环包括高场侧支架和低场侧支架,所述环向支撑环包括多个设于相邻极向支撑环之间的侧撑环。
6、优选地,所述高场侧支架、低场侧支架内设有用于安装冷却管道的第一管道安装槽,所述侧撑环内设有用于安装冷却管道的第二管道安装槽,所述第一管道安装槽与所述第二管道安装槽连通。
7、优选地,所述冷却管道包括连通的主管与支管,所述主管安装于所述第一管道安装槽并设有穿过所述支撑组件的进水管及出水管,所述支管安装于所述第二管道安装槽并与所述包层模块连通。
8、优选地,所述环向定位件包括第一主健体、第一调节垫板及第一紧固螺栓,所述第一主健体通过固定于所述极向支撑环,所述第一调节垫板通过所述第一紧固螺栓固定于所述第一主健体并用于限制所述包层模块在环向上的位置。
9、优选地,所述极向定位件包括第二主健体、第二调节垫板及第二紧固螺栓,所述第二主健体通过固定于所述环向支撑环,所述第二调节垫板通过第二紧固螺栓固定于所述第二主健体并用于限制所述包层模块在极向上的位置。
10、优选地,所述第一主健体通过螺栓与所述极向支撑环连接,所述第二主健体则焊接于所述环向支撑环。
11、优选地,所述包层模块包括定位槽、支管焊接孔及螺母安装孔,所述定位槽与所述定位组件适配以限制包层模块的位置,所述支管焊接孔用于焊接固定所述支管,所述螺母安装孔用于固定安装所述螺母结构。
12、优选地,所述极向支撑环背离所述真空室内壁的面上设有螺栓安装孔,所述螺栓结构包括安装组件和主螺栓,所述主螺栓套设于所述安装组件内,所述安装组件固定于所述螺栓安装孔内,所述主螺栓与所述螺母结构连接。
13、本发明实施例中所提供的一种用于聚变堆包层系统的布置结构相比于现有技术而言,其有益效果在于:
14、相比于传统的单个包层模块通过对应的固定装置及安装孔固定在真空室内壁的结构而言,本发明通过支撑组件与真空室固定,再将定位组件和固定组件集成在支撑组件上,而后将包层模块通过定位组件和固定组件安装在支撑组件上,能够提高包层模块安装结构的集成度,减少包层模块安装在真空室内壁时的焊接工作量以及焊缝的数量,从而提高包层模块与真空室内壁的装配精度,也避免了焊缝过多对真空室内壁的影响,降低人力成本的同时也便于后续维护工作的展开。
1.一种用于聚变堆包层系统的布置结构,其特征在于,包括支撑组件、定位组件及固定组件,所述支撑组件的外轮廓与真空室的内壁贴合固定;
2.根据权利要求1所述的用于聚变堆包层系统的布置结构,其特征在于,所述极向支撑环包括高场侧支架和低场侧支架,所述环向支撑环包括多个设于相邻极向支撑环之间的侧撑环。
3.根据权利要求2所述的用于聚变堆包层系统的布置结构,其特征在于,所述高场侧支架、低场侧支架内设有用于安装冷却管道的第一管道安装槽,所述侧撑环内设有用于安装冷却管道的第二管道安装槽,所述第一管道安装槽与所述第二管道安装槽连通。
4.根据权利要求3所述的用于聚变堆包层系统的布置结构,其特征在于,所述冷却管道包括连通的主管与支管,所述主管安装于所述第一管道安装槽并设有穿过所述支撑组件的进水管及出水管,所述支管安装于所述第二管道安装槽并与所述包层模块连通。
5.根据权利要求3所述的用于聚变堆包层系统的布置结构,其特征在于,所述环向定位件包括第一主健体、第一调节垫板及第一紧固螺栓,所述第一主健体通过固定于所述极向支撑环,所述第一调节垫板通过所述第一紧固螺栓固定于所述第一主健体并用于限制所述包层模块在环向上的位置。
6.根据权利要求5所述的用于聚变堆包层系统的布置结构,其特征在于,所述极向定位件包括第二主健体、第二调节垫板及第二紧固螺栓,所述第二主健体通过固定于所述环向支撑环,所述第二调节垫板通过第二紧固螺栓固定于所述第二主健体并用于限制所述包层模块在极向上的位置。
7.根据权利要求6所述的用于聚变堆包层系统的布置结构,其特征在于,所述第一主健体通过螺栓与所述极向支撑环连接,所述第二主健体则焊接于所述环向支撑环。
8.根据权利要求6所述的用于聚变堆包层系统的布置结构,其特征在于,所述包层模块包括定位槽、支管焊接孔及螺母安装孔,所述定位槽与所述定位组件适配以限制包层模块的位置,所述支管焊接孔用于焊接固定所述支管,所述螺母安装孔用于固定安装所述螺母结构。
9.根据权利要求5所述的用于聚变堆包层系统的布置结构,其特征在于,所述极向支撑环背离所述真空室内壁的面上设有螺栓安装孔,所述螺栓结构包括安装组件和主螺栓,所述主螺栓套设于所述安装组件内,所述安装组件固定于所述螺栓安装孔内,所述主螺栓与所述螺母结构连接。
