一種用于聚變發(fā)電堆第一壁腐蝕監(jiān)測(cè)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種腐蝕監(jiān)測(cè)裝置，特別是涉及一種用于聚變發(fā)電堆第一壁腐蝕監(jiān)測(cè)裝置，屬于等離子體流腐蝕金屬的監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]能源危機(jī)已成為世界面對(duì)的共同問題，聚變發(fā)電因具備諸多優(yōu)點(diǎn)而廣受關(guān)注。在磁約束聚變反應(yīng)中等離子體撞擊第一壁，通過一系列的物理化學(xué)作用腐蝕第一壁。經(jīng)過長(zhǎng)期腐蝕后的第一壁材料幾乎完全被腐蝕，此時(shí)就如同失去了屏障，等離子體有大量逸出的可能，進(jìn)而造成聚變發(fā)電堆運(yùn)行安全事故。為了避免此類事故的發(fā)生，在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)第一壁結(jié)構(gòu)的腐蝕程度是必不可少的。
[0003]目前，人類尚未建立起聚變反應(yīng)堆，對(duì)第一壁部件腐蝕狀態(tài)尚未進(jìn)行實(shí)時(shí)在線的監(jiān)測(cè)，也沒研發(fā)出實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)的設(shè)備。國(guó)際托卡馬克實(shí)驗(yàn)反應(yīng)堆，即ITER裝置是目前在建的聚變功率最大的裝置，ITER組織已經(jīng)進(jìn)行了對(duì)ITER第一壁部件腐蝕監(jiān)測(cè)的研宄。ITER目前采用的方法基于激光干涉的原理，理論上可以提供精確的監(jiān)測(cè)結(jié)果；然而，ITER的激光監(jiān)測(cè)方法技術(shù)上是很復(fù)雜的，在不能進(jìn)行人工維護(hù)、復(fù)雜的電磁和熱工環(huán)境的聚變反應(yīng)堆腔體內(nèi)部，影響監(jiān)測(cè)結(jié)果的因素甚多，能否可靠的應(yīng)用尚不明確。例如反應(yīng)堆內(nèi)部與激光光路有關(guān)的部件的熱收縮就會(huì)對(duì)監(jiān)測(cè)結(jié)果產(chǎn)生顯著影響。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中靜電探針即朗繆爾探針，已廣泛用于聚變研宄裝置邊緣和低溫等離子體流裝置等離子體流參數(shù)的診斷。雖然在聚變反應(yīng)第一壁堆部件腐蝕的監(jiān)測(cè)上尚未見應(yīng)用，但是申請(qǐng)?zhí)枮?01110047719.7的發(fā)明專利申請(qǐng)，其公開了一種用于磁約束核聚變反應(yīng)堆部件腐蝕監(jiān)測(cè)的靜電探針，監(jiān)測(cè)的方式是通過測(cè)量探針收集的等離子體流電流進(jìn)行的，不需要人工干預(yù)，具有實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，抗干擾，可靠性高的特點(diǎn)。然而，上述靜電探針利用等離子體放電原理，受等離子體運(yùn)動(dòng)方向、濃度等因素的影響較大，而且其通過監(jiān)測(cè)不同數(shù)量的階梯面來(lái)體現(xiàn)腐蝕狀態(tài)，階梯面分級(jí)有限，精度較低。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的主要目的在于，克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種新型結(jié)構(gòu)的用于聚變發(fā)電堆第一壁腐蝕監(jiān)測(cè)裝置，特別適用于聚變發(fā)電堆第一壁部件腐蝕的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。
[0006]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝方便、安全可靠、實(shí)用性強(qiáng)的用于聚變發(fā)電堆第一壁腐蝕監(jiān)測(cè)裝置，不僅抗干擾、可靠性強(qiáng)，而且靈敏度高、精度高、可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，且具有產(chǎn)業(yè)上的利用價(jià)值。
[0007]為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是:
[0008]一種用于聚變發(fā)電堆第一壁腐蝕監(jiān)測(cè)裝置，包括依次連接并保持導(dǎo)熱介質(zhì)循環(huán)式貫通的冷卻裝置、第一絕熱管道、導(dǎo)熱管道和第二絕熱管道；還包括第一溫度傳感器、第二溫度傳感器、調(diào)速氣泵和控制器。
[0009]其中，所述第一溫度傳感器、第二溫度傳感器和調(diào)速氣泵均與控制器相連；所述第一溫度傳感器和第二溫度傳感器分別設(shè)置在與冷卻裝置相連并靠近相連處的第一絕熱管道和第二絕熱管道上，所述調(diào)速氣泵設(shè)置在第一絕熱管道或第二絕熱管道上。
[0010]同時(shí)，所述導(dǎo)熱管道與聚變反應(yīng)堆第一壁的側(cè)面接觸式分布，包括面對(duì)等離子體的接觸體、與接觸體形成中空通道的包圍體；所述接觸體與聚變反應(yīng)堆第一壁的厚度相同、材料相同、并處于同一平面，所述包圍體采用絕熱材料制作，所述中空通道用于導(dǎo)熱介質(zhì)流通。
[0011]本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置為:所述導(dǎo)熱介質(zhì)為導(dǎo)熱氣體。
[0012]本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置為:所述導(dǎo)熱氣體為氦氣。
[0013]本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置為:所述冷卻裝置包括內(nèi)部填注有冷卻劑的外殼，位于外殼內(nèi)的冷卻管道，均開設(shè)于外殼表面的導(dǎo)熱介質(zhì)進(jìn)口、導(dǎo)熱介質(zhì)出口、冷卻劑進(jìn)口和冷卻劑出口 ；所述冷卻管道兩端分別與導(dǎo)熱介質(zhì)進(jìn)口和導(dǎo)熱介質(zhì)出口相連，所述冷卻劑進(jìn)口和冷卻劑出口均與外供冷卻劑設(shè)備相連。
[0014]本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置為:所述冷卻管道為螺旋狀設(shè)置的圓管。
[0015]本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置為:所述外殼采用絕熱材料制作。
[0016]本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置為:所述第一絕熱管道和第二絕熱管道均采用絕熱材料高硅氧纖維制作。
[0017]本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置為:所述第一溫度傳感器和第二溫度傳感器均外包有絕緣絕熱層。
[0018]本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置為:所述調(diào)速氣泵至少設(shè)置有兩個(gè)調(diào)節(jié)檔位。
[0019]本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置為:所述接觸體為長(zhǎng)方體、包圍體為U型體，形成中空方管型的導(dǎo)熱管道；所述包圍體的U型開口端與接觸體的兩側(cè)面卡接、形成接觸體卡入包圍體的U型體腔中。
[0020]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有的有益效果是:
[0021]通過冷卻裝置、第一絕熱管道、導(dǎo)熱管道和第二絕熱管道，以及第一溫度傳感器、第二溫度傳感器、調(diào)速氣泵和控制器的設(shè)置，根據(jù)等離子體撞擊金屬產(chǎn)生熱量且同一環(huán)境中單位體積金屬單位時(shí)間內(nèi)發(fā)熱量相同的原理，從而聚變反應(yīng)堆第一壁不同腐蝕的情況下等離子體作用于導(dǎo)熱管道產(chǎn)生的熱量不同，導(dǎo)熱介質(zhì)將所產(chǎn)生的熱量引導(dǎo)至冷卻裝置，根據(jù)冷卻裝置進(jìn)出口兩側(cè)的溫度差得以判斷導(dǎo)熱管道面向等離子體的接觸體的腐蝕情況，進(jìn)而判斷出聚變反應(yīng)堆第一壁的腐蝕情況。實(shí)現(xiàn)對(duì)聚變反應(yīng)堆第一壁腐蝕情況的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，具有抗干擾、靈敏度高、精度高等優(yōu)點(diǎn)，可全面、有效地監(jiān)測(cè)到聚變反應(yīng)堆第一壁的真實(shí)腐蝕狀況。
[0022]上述內(nèi)容僅是本實(shí)用新型技術(shù)方案的概述，為了更清楚的了解本實(shí)用新型的技術(shù)手段，下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述。
【附圖說明】
[0023]圖1為本實(shí)用新型一種用于聚變發(fā)電堆第一壁腐蝕監(jiān)測(cè)裝置的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖2為本實(shí)用新型一種用于聚變發(fā)電堆第一壁腐蝕監(jiān)測(cè)裝置的正視結(jié)構(gòu)剖示圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合說明書附圖，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。
[0026]如圖1及圖2所示，一種用于聚變發(fā)電堆第一壁腐蝕監(jiān)測(cè)裝置，包括依次連接并保持導(dǎo)熱介質(zhì)循環(huán)式貫通的冷卻裝置1、第一絕熱管道2、導(dǎo)熱管道3和第二絕熱管道4 ;還包括第一溫度傳感器5、第二溫度傳感器6、調(diào)速氣泵7和控制器(圖中未示出)。
[0027]所述第一溫度傳感器5、第二溫度傳感器6和調(diào)速氣泵7均與控制器相連；所述第一溫度傳感器5和第二溫度傳感器6分別設(shè)置在與冷卻裝置I相連并靠近相連處的第一絕熱管道2和第二絕熱管道4上，即分別位于冷卻裝置I進(jìn)出口兩側(cè)，用于測(cè)出冷卻裝置進(jìn)出口溫度而不受聚變發(fā)電堆第一壁的溫度影響；所述調(diào)速氣泵7設(shè)置在第一絕熱管道2或第二絕熱管道3上，用于改變導(dǎo)熱介質(zhì)流速度，圖1中箭頭表示導(dǎo)熱介質(zhì)流的流動(dòng)方向。
[0028]如圖2所示，所述導(dǎo)熱管道3與聚變反應(yīng)堆第一壁8的側(cè)面80接觸式分布，包括面對(duì)等離子體(圖中未示出)的接觸體31、與接觸體31形成中空通道32的包圍體33 ;所述接觸體31與聚變反應(yīng)堆第一壁8的厚度相同、材料相同、并處于同一平面，所述包圍體33采用絕熱材料制作，所述中空通道32用于導(dǎo)熱介質(zhì)流通。