一種雙層薄壁槽鋼筋全焊接的環(huán)形真空容器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種雙層薄壁槽鋼筋全焊接的環(huán)形真空容器，具體涉及一種適用于核 聚變裝置領(lǐng)域中的真空容器。
【背景技術(shù)】
[0002] 在現(xiàn)代常規(guī)磁體的熱核聚變實(shí)驗(yàn)裝置運(yùn)行過(guò)程中，由于等離子體運(yùn)行的環(huán)形真空 容器處于復(fù)雜的電磁環(huán)境里，其結(jié)構(gòu)必須符合常規(guī)磁體核聚變實(shí)驗(yàn)裝置的工程和物理設(shè)計(jì) 要求，要有足夠的強(qiáng)度承受包括重量、氣壓、冷熱媒質(zhì)壓強(qiáng)、溫升、各種電磁力沖擊等作用的 影響，又要滿足相應(yīng)的電磁參數(shù)要求，其中最重要的要求是有足夠高的環(huán)向電阻，W利于真 空容器內(nèi)氣體擊穿和初始等離子體電流的建立。一般真空容器選用不鎊鋼材料制造，通過(guò) 增加容器的壁厚來(lái)加強(qiáng)整體的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，采用波紋管段或分段絕緣形式來(lái)增加其環(huán)向電阻 值，但送些方式不但會(huì)加大容器的尺寸和重量，還使得容器結(jié)構(gòu)復(fù)雜且不易加工。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是提供一種雙層薄壁槽鋼筋全焊接的環(huán)形真空容器，它能既簡(jiǎn)化容 器結(jié)構(gòu)又滿足常規(guī)磁體核聚變實(shí)驗(yàn)裝置的工程和物理要求，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且能滿足裝置的強(qiáng) 度和環(huán)向電阻要求。
[0004] 本發(fā)明是送樣實(shí)現(xiàn)的，一種雙層薄壁槽鋼筋全焊接的環(huán)形真空容器，它包括多個(gè)D 形截面的扇形段，每個(gè)扇形段包括內(nèi)壁、外壁、槽鋼筋和窗口，內(nèi)壁、外壁和槽鋼筋連為一個(gè) 整體，每個(gè)扇形段夾層布有多條槽鋼筋，外壁上有與各自槽鋼筋位置對(duì)應(yīng)的塞焊孔。
[0005] 所述的多個(gè)扇形段焊接在一起構(gòu)成環(huán)形真空容器。
[0006] 所述的內(nèi)壁、外壁、槽鋼筋選用Inconel625媒基材料。
[0007] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是，器壁結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單又能滿足常規(guī)磁體核聚變實(shí)驗(yàn)裝置真空容器的結(jié) 構(gòu)強(qiáng)度和環(huán)向電阻要求，加工焊接容易，重量輕。
【附圖說(shuō)明】
[0008] 圖1為一種雙層薄壁槽鋼筋全焊接的環(huán)形真空容器結(jié)構(gòu)圖；
[0009] 圖2為圖1的俯視圖；
[0010] 圖3為器壁結(jié)構(gòu)圖；
[0011] 圖4為槽鋼筋結(jié)構(gòu)圖。
[0012] 圖中；1內(nèi)壁，2外壁，3槽鋼筋，4塞焊孔，5窗口。
【具體實(shí)施方式】
[0013] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)介紹：
[0014] 本發(fā)明采取的技術(shù)路線如下：一種雙層薄壁槽鋼筋全焊接的環(huán)形真空容器，容器 器壁主要由內(nèi)壁、外壁和槽鋼筋焊接而成；器壁材料選用媒基材料-Inconel625。 7
[001引根據(jù)電阻計(jì)算公式；：R=p^
[0016] 式中R為電阻，P為電阻率，L為長(zhǎng)度，S為面積。
[0017] 由公式（1)可知，電阻大小與材料的電阻率成正比，與面積成反比。容器采用薄壁 結(jié)構(gòu)，可W減小截面面積，增大環(huán)向電阻值；選用電阻率高和機(jī)械性能好的媒基材料，可W 增大環(huán)向電阻值同時(shí)提高容器的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。容器所采用的薄壁結(jié)構(gòu)，內(nèi)、外壁厚均為5毫 米，經(jīng)計(jì)算環(huán)向電阻值達(dá)到了 146μΩ，比采用相同尺寸不鎊鋼材料時(shí)的環(huán)向電阻值提高了 64% ;雙層壁間采用多條加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)，通過(guò)焊接使得容器整體具有足夠的強(qiáng)度；由于兩壁夾 層間距較小且?jiàn)A層中間加強(qiáng)筋無(wú)法與外壁焊接，加強(qiáng)筋選用槽鋼形式，與內(nèi)壁采用角焊縫 連接、與外壁采用塞焊方式連接，通過(guò)選用合適的塞焊孔徑和孔間距，保證外壁與槽鋼有 足夠的連接強(qiáng)度；槽鋼較寬，與外壁上塞焊孔易對(duì)準(zhǔn)，且外壁薄，焊接更容易。
[001引如圖所示，一種雙層薄壁槽鋼筋全焊接的環(huán)形真空容器。容器材料選用Inconel625媒基材料。容器上根據(jù)核聚變裝置的工程和物理實(shí)驗(yàn)要求開(kāi)設(shè)有大小不一的窗 口 5。整個(gè)容器包括20個(gè)D形截面的扇形段；器壁主要由內(nèi)壁1、外壁2、槽鋼筋3組成；內(nèi)、 外壁厚均為5mm，槽鋼筋厚2. 5mm，寬30mm，高20mm。每個(gè)扇形段夾層布有多條槽鋼筋3 ;外 壁2上有與各自槽鋼筋3位置對(duì)應(yīng)的塞焊孔4,孔徑為Φ12mm，根據(jù)位置不同孔距為50mm- 80mm。焊接槽鋼筋3時(shí)，先將槽鋼筋3與內(nèi)壁1通過(guò)角焊縫焊接在一起，然后安裝外壁2,并 將外壁2上各塞焊孔4與對(duì)應(yīng)的槽鋼筋3對(duì)齊，用焊接方式將塞焊孔4填滿，使得內(nèi)壁1、外 壁2和槽鋼筋3連為一個(gè)整體；器壁加工好后加工焊接窗口 5。待20個(gè)扇形段加工完后， 再將20段焊接連成一個(gè)整環(huán)。為使焊縫滿足真空性能要求，焊接全部采用氮弧焊。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種雙層薄壁槽鋼筋全焊接的環(huán)形真空容器，其特征在于：它包括多個(gè)D形截面的 扇形段，每個(gè)扇形段包括內(nèi)壁（1)、外壁（2)、槽鋼筋（3)和窗口（5)，內(nèi)壁（1)、外壁（2)和 槽鋼筋（3)連為一個(gè)整體，每個(gè)扇形段夾層布有多條槽鋼筋（3)，外壁（2)上有與各自槽鋼 筋（3)位置對(duì)應(yīng)的塞焊孔（4)。2. 如權(quán)利要求1所述的一種雙層薄壁槽鋼筋全焊接的環(huán)形真空容器，其特征在于：所 述的多個(gè)扇形段焊接在一起構(gòu)成環(huán)形真空容器。3. 如權(quán)利要求1所述的一種雙層薄壁槽鋼筋全焊接的環(huán)形真空容器，其特征在于：所 述的內(nèi)壁（1)、外壁（2)、槽鋼筋（3)選用Inconel625鎳基材料。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種雙層薄壁槽鋼筋全焊接的真空容器。容器材料選用電阻率高和機(jī)械性能好的Inconel625鎳基材料。整個(gè)容器包括20個(gè)D型截面的扇形段，器壁主要由內(nèi)壁、外壁和加強(qiáng)筋焊接而成；容器采用薄壁結(jié)構(gòu)，內(nèi)、外壁厚均為5毫米；雙層壁間有多條加強(qiáng)筋，加強(qiáng)筋選用槽鋼形式，與外壁采用塞焊方式連接，槽鋼較寬，與外壁上塞焊孔易對(duì)準(zhǔn)，且外壁薄，焊接更容易。本發(fā)明通過(guò)選用電阻率高和機(jī)械性能好的材料，采用薄壁結(jié)構(gòu)以及雙層壁和多條夾層加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)，使得容器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單又能滿足常規(guī)磁體核聚變實(shí)驗(yàn)裝置的強(qiáng)度和環(huán)向電阻要求。
【IPC分類】G21B1/17
【公開(kāi)號(hào)】CN105280245
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410242152
【發(fā)明人】冉紅, 曹曾, 李勇, 蔡立君, 侯吉來(lái), 宋斌斌
【申請(qǐng)人】核工業(yè)西南物理研究院
【公開(kāi)日】2016年1月27日
【申請(qǐng)日】2014年6月3日