[发明专利]一种托卡马克装置内超薄板的可调节连接结构

说明书

本发明属于磁约束核聚变技术，具体涉及一种托卡马克装置内超薄板的可调节连接结构，包括与超薄板固定连接的螺套、设于螺套外部且位于超薄板下方的螺母A、套装在螺套下端外部的螺母B和超薄板下方且通过螺套安装定位的螺钉，所述的螺套外部有螺纹，内部有圆形台阶孔，其台阶孔大半径一端顶部加工有一圈超薄正六边形外檐；所述的螺套和螺钉同轴，螺钉头部设有圆柱头，其通过螺套内的圆形台阶孔安装定位，过台阶孔和螺栓连接的紧固方式将超薄板固定于真空室内支撑结构，使得超薄第一壁板连接结构能快速拆卸和维护。

技术领域

本发明属于磁约束核聚变技术，具体涉及一种托卡马克装置内超薄板的可调节连接结构。

背景技术

托卡马克装置是世界公认的实现可控核聚变最具潜力的装置之一，目前国际上正在建造和运行的大多数托卡马克装置，面向等离子体的第一壁材料都为较厚的石墨块，通过在石墨块中打孔，使用螺钉将石墨块固定于支撑结构上。该固定方式适用于具有一定厚度的(5mm)第一壁结构，并不能对超薄的第一壁板进行固定，核工业西南物理研究院正在建造的中国环流器2号M装置(HL-2M)，初始等离子体聚变功率低，运行时间短，初始等离子体第一壁作为直接面对高温等离子体的真空室内部件，在真空室内分布面积广，但厚度要求低，约为2mm。

若采用传统螺栓连接方式，会使螺钉头暴露在等离子体反应区域，在装置运行时，可能将螺柱头造成损坏，导致第一壁脱落。若采用焊接和螺柱相结合的方式，在超薄板下端焊接螺母，再与支撑结构连接进行固定，容易使超薄板焊接区域发生变形，面对等离子体的表面变得凹凸不平，在高温等离子体运行时，凸出部分将会被切除，使第一壁脱落；并且高温焊接会造成材料磁导率的局部极大提升，以至于在装置运行时，第一壁承受极大的电磁力，增加第一壁损坏的风险；超薄板的焊接工作量较大，增加装置安装工期且焊接过后的第一壁径向位置不易调节。因此，针对HL-2M第一壁超薄板安装和拆卸的方便性、结构强度的要求和安装精度，设计一种新型的马克装置内超薄板可调节连接结构的是非常有必要的。

发明内容

本发明的目的是提供一种托卡马克装置内超薄板的可调节连接结构，其便于第一壁超薄板安装和拆卸，且安装强度和精度均能满足HL-2M设计要求。

本发明的技术方案如下：

一种托卡马克装置内超薄板的可调节连接结构，包括与超薄板固定连接的螺套、设于螺套外部且位于超薄板下方的螺母A、套装在螺套下端外部的螺母B和超薄板下方且通过螺套安装定位的螺钉，所述的螺套外部有螺纹，内部有圆形台阶孔，其台阶孔大半径一端顶部加工有一圈超薄正六边形外檐；所述的螺套和螺钉同轴，螺钉头部设有圆柱头，其通过螺套内的圆形台阶孔安装定位。

包括位于螺母B下方且与螺钉螺纹连接的支撑结构。

所述的支撑结构通过螺纹安装在螺钉上，且支撑结构的上表面与螺母B下表面接触。

所述的支撑结构与真空室直接或间接固定。

所述的超薄板加工台阶孔，所述的螺套通过外部超薄正六边形外檐与超薄板的台阶孔搭接，固定螺套上端。

所述超薄板厚度2～5mm。

所述的台阶孔在面向等离子体一面为正六边形台阶，该六边形台阶边长、深度与螺套的正六边形外檐边长、深度相同，一面为圆形通孔，其直径与正六边形台阶的两对边距离差值为1.6～2.4mm。

所述的正六边形台阶深度与超薄板厚度的比值为1/2～3/5。

所述的螺钉为内六角圆柱头螺钉，其圆柱头高度与螺套台阶孔大半径孔深度相同。

所述的螺母A和螺母B两端均有半圆形抽气小孔。