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真空 ›› 2023, Vol. 60 ›› Issue (4): 69-74.doi: 10.13385/j.cnki.vacuum.2023.04.13

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可用于氘氚气体输运的气体循环增压泵性能测试

易均, 周帆, 邓合, 岳晓斌, 王宝瑞, 韩志甲, 王进   

  1. 中国工程物理研究院材料研究所,四川 绵阳 621908
  • 收稿日期:2022-08-11 出版日期:2023-07-25 发布日期:2023-07-26
  • 通讯作者: 周帆,高级工程师。
  • 作者简介:易均(1986-),男,贵州遵义人,博士,高级工程师。

Development of Circulating and Boosting Pump for Tritium Transportation

YI Jun, ZHOU Fan, DENG He, YUE Xiao-bin, WANG Bao-rui, HAN Zhi-jia, WANG Jin   

  1. Institute of Materias, China Academy of Engineering Physics, Mianyang 621908, China
  • Received:2022-08-11 Online:2023-07-25 Published:2023-07-26

摘要: 针对ITER氚循环增压输运需求,自主研制了气体循环增压泵,包括主泵和后级泵。主泵采用斜盘式往复柱塞结构,3个往复柱塞完成五级压缩,达到粗真空和增压效果。后级泵采用摇摆柱塞式结构,以增加流量并降低极限真空,使入口压力达到50Pa的同时出口压力仍能达到0.4MPa。使用全金属双层波纹管完全隔离主轴系统和工作气腔,保持了输运气体的纯净度。使用金属C型密封圈作为气腔与外部环境的静密封,整机密封漏率低于1.0×10-7Pa·m3/s。测试结果表明,自研气体循环增压泵可以满足氚循环增压输运要求。

关键词: CFETR, ITER, 氚, 辐射气体, 洁净真空, 增压泵, 波纹管泵

Abstract: For the requirement of tritium gas transportation, a set of bellow pump is developed, which includes a boosting pump and a rocking pump. Swashplate-rod with piston structure is developed for the boosting pump, in which three reciprocating plunger pistons are adopted to get high compression ratio to deal with the low vacuum and booster. Rocking piston is adopted in rocking pump to increase the gas flow and decrease the vacuum pressure, which ensure the inlet pressure is 50Pa and outlet pressure is 0.4MPa. Double bellows are used to separate the tritium from the shaft system, which can prevent the transporting gas from any pollution. Helicoflex sealing is used to separate the tritium from the environment, and leaking ratio of 1.0×10-7Pa·m3/s is achieved. The self developed circulating and boosting pump can meet the request of tritium boosting transportation.

Key words: CFETR, ITER, tritium, radiant gas, clean vacuum, booster pump, bellow pump

中图分类号:  TL353.12

[1] 赵林杰, 肖成建, 龙兴贵, 等.聚变能源中的氚化学与氚工艺研究进展及展望[J].核化学与放射化学, 2019, 41(1): 40-59.
[2] WAN Y X, LI J G, LIU Y, et al.Overview of the present progress and activities on the CFETR[J]. Nuclear Fusion, 2017, 57: 102009.
[3] 蒋国强, 罗德礼, 陆光达, 等.氚和氚的工程技术[M].北京: 国防工业出版社, 2007.
[4] 彭述明, 陈志林, 周晓松. 聚变能源中氚安全研究进展及展望[J]. 中国科学:物理学、力学、天文学, 2022, 52(2): 117-124.
[5] 彭述明, 周晓松, 陈志林. 氚化学与氚分析进展与展望[J]. 核化学与放射化学, 2020, 42(6): 498-512.
[6] 朱佐龙. 脉冲聚变堆氚循环模型的研发与应用[D]. 合肥: 中国科学技术大学, 2017.
[7] CALDWELL-NICHOLS C J, GLUGLA M, WELTE S, et al. Requirements and selection criteria for the mechanical pumps for the ITER tritium plant[J]. Fusion Engineering & Design, 2005, 75-79: 663-666.
[8] MORGAN G A.Performance testing of a potential replacement for Normetex pump[J]. Fusion Science & Technology, 2017, 71(4):478-484.
[9] 上官文斌, 张鹏, 郭一鸣, 等. 膜片式真空泵的抽气性能计算与测试分析[J]. 华南理工大学学报(自然科学版), 2015, 43(8): 55-61.
[10] 丁宏铃. 200m3隔膜泵隔膜的研制[J].世界橡胶工业, 1998, 25(4): 31-32.
[11] 高涵. 隔膜泵膜片的设计研究[D]. 沈阳: 沈阳工程学院, 2020.
[12] 邓礼平, 薛宽荣. 一种适用于新堆的零泄漏循环泵[J]. 原子能科学技术, 2009, 43(增刊2): 279-282.
[13] 徐曦, 姜元, 高瑞祥, 等.爪式无油增压传输真空泵的设计[J]. 真空, 2005, 42(5): 8-9.
[14] 李公社. UF6加压泵设计制造与取料试验研究[D].兰州: 兰州大学, 2015.
[15] 柯尊荣, 朱玉泉. 斜盘连杆式海(淡)水轴向柱塞泵及其实验研究[J]. 液压与气动, 2006(10): 72-74.
[16] 周宝洪, 朱正洪, 张祖球, 等.波纹管密封机械真空泵的研制[J]. 真空科学与技术学报, 1983(3): 17-23.
[17] 张立成, 王银坤. 直联式无油机械真空泵的研制[J]. 真空科学与技术学报, 1983(4): 11-20.
[18] 严东海, 王志文, 王明旭, 等. 托卡马克中的超高真空技术[J]. 核聚变与等离子体物理, 2000, 20(4): 213-219.
[19] 王健, 核电站压力容器关键零部件实现国产化[J]. 中国设备工程, 2017(1): 4.
[20] 胡文盛, 洪均. 反应堆压力容器密封环国产化替代研究[J]. 核动力工程, 2020, 41(6): 172-176.
[21] 肖涛, 周凡, 曾明浩. 摇摆柱塞泵运动机构的参数化设计与运动仿真[J]. 机械传动, 2015, 39(4): 81-83.
[22] 徐远, 易均, 邓合, 等. 基于结构反求的折线轴无试重动平衡方法[J]. 振动与冲击, 2019, 38(22): 263-270.
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[1] 李得天, 成永军, 张虎忠, 孙雯君, 王永军, 孙 健, 李 刚, 裴晓强. 碳纳米管场发射阴极制备及其应用研究[J]. 真空, 2018, 55(5): 1 -9 .
[2] 周彬彬, 张 建, 何剑锋, 董长昆. 基于 CVD 直接生长法的碳纳米管场发射阴极[J]. 真空, 2018, 55(5): 10 -14 .
[3] 柴晓彤, 汪 亮, 王永庆, 刘明昆, 刘星洲, 干蜀毅. 基于 STM32F103 单片机的单泵运行参数数据采集系统[J]. 真空, 2018, 55(5): 15 -18 .
[4] 李民久, 熊 涛, 姜亚南, 贺岩斌, 陈庆川. 基于双管正激式变换器的金属表面去毛刺 20kV 高压脉冲电源[J]. 真空, 2018, 55(5): 19 -24 .
[5] 刘燕文, 孟宪展, 田 宏, 李 芬, 石文奇, 朱 虹, 谷 兵, 王小霞 . 空间行波管极高真空的获得与测量[J]. 真空, 2018, 55(5): 25 -28 .
[6] 徐法俭, 王海雷, 赵彩霞, 黄志婷. 化学气体真空 - 压缩回收系统在环境工程中应用研究[J]. 真空, 2018, 55(5): 29 -33 .
[7] 谢元华, 韩 进, 张志军, 徐成海. 真空输送的现状与发展趋势探讨(五)[J]. 真空, 2018, 55(5): 34 -37 .
[8] 孙立志, 闫荣鑫, 李天野, 贾瑞金, 李 征, 孙立臣, 王 勇, 王 健, 张 强. 放样氙气在大型收集室内分布规律研究[J]. 真空, 2018, 55(5): 38 -41 .
[9] 黄 思 , 王学谦 , 莫宇石 , 张展发 , 应 冰 . 液环压缩机性能相似定律的实验研究[J]. 真空, 2018, 55(5): 42 -45 .
[10] 常振东, 牟仁德, 何利民, 黄光宏, 李建平. EB-PVD 制备热障涂层的反射光谱特性研究[J]. 真空, 2018, 55(5): 46 -50 .