一种高真空零部件放气率测试装置的研制

作     者：胡晓月 陈俊儒 胡庆生 杨传森 姜娟 徐海洋 许昌军 宋春尧 刘迪 HU Xiaoyue;CHEN Junru;HU Qingsheng;YANG Chuansen;JIANG Juan;XU Haiyang;XU Changjun;SONG Chunyao;LIU Di

作者机构：中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所合肥230031 北京东方计量测试研究所北京100029 北京市真空计量检测工程技术研究中心北京100029 

基　　金：ITER 12号赤道窗口集成(PI)系统设计与集成项目(Y25QT15561) 北京市科技新星项目(2022115) 

出 版 物：《真空科学与技术学报》 (Chinese Journal of Vacuum Science and Technology)

年 卷 期：2024年第44卷第6期

页      码：477-487页

摘      要：材料的真空放气特性是聚变装置需重点研究和关注的内容。为了研究大尺寸组件在聚变装置真实运行环境下的放气特性,基于对称结构流导法针对性设计研制了一套放气率测试装置,该装置能模拟聚变装置烘烤温度条件(室温~300℃)且测量范围覆盖(10^(-5)~10^(-9)) Pa·m^(3)·s^(-1)量级。此外,重点针对样品室的加热、冷却系统进行热仿真验证以确保零部件在放气率测试时能模拟其在托卡马克真空室内烘烤过程中的温升工况。装置样品室尺寸为φ500 mm×600 mm,主体材料使用SUS316L不锈钢且内表面采用超高真空工艺处理。样品室设计有加热平台和真空室外壁的联合加热模块,以实现对被测样品25℃~300℃的加热;样品室隔热层外侧设有水冷系统以保障降温效率和人员接触安全性。对样品室的烘烤、冷却设计进行热仿真分析发现:隔热层起到了有效的保温隔热作用,内外层温差近150℃;水冷系统起到显著的降温效果,使人员接触的最外层区域温度不超过55℃;在联合加热模式下的升温效率和加热能力优于仅使用样品台热传导升温。初步测试表明,装置可实现稳定的可控烘烤性能,本底放气成分分析表明该装置本底清洁运转良好,可以满足聚变装置零部件的放气率测试要求。

主 题 词：放气率 样品室 结构设计 仿真分析 装置研制 

学科分类：08[工学] 0804[工学-材料学] 

D　O　I：10.13922/j.cnki.cjvst.202401025

馆 藏 号：203128400...