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真空 ›› 2025, Vol. 62 ›› Issue (4): 1-6.doi: 10.13385/j.cnki.vacuum.2025.04.01

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EAST装置偏滤器气密性检测系统研发及测试*

韦俊1,2,3, 韩江1, 左桂忠2, 吴杰峰2,3, 胡宇锋3, 商明明3   

  1. 1.合肥工业大学 机械工程学院, 安徽 合肥 230009;
    2.中国科学院等离子体物理研究所, 安徽 合肥 230031;
    3.合肥聚能电物理高技术开发有限公司, 安徽 合肥 230031
  • 收稿日期:2024-09-02 出版日期:2025-07-25 发布日期:2025-07-24
  • 通讯作者: 左桂忠,研究员,博导。
  • 作者简介:韦俊(1986-),男,安徽省阜阳市人,博士研究生。
  • 基金资助:
    *国家重点研发计划项目(2022YFE03130000,2022YFE03100003);国家自然科学基金(12475208);中国科学院青年交叉团队项目

Development and Testing of Air Tightness Test System for Divertor of EAST

WEI Jun1,2,3, HAN Jiang1, ZUO Guizhong2, WU Jiefeng2,3, HU Yufeng3, SHANG Mingming3   

  1. 1. School of Mechanical Engineering, Hefei University of Technology, Hefei 230009, China;
    2. Institute of Plasma Physics, Chinese Academy of Science, Hefei 230031, China;
    3. Hefei Juneng Electro Physics High-Tech Development Co., Ltd., Hefei 230031, China
  • Received:2024-09-02 Online:2025-07-25 Published:2025-07-24

摘要: 磁约束聚变装置高参数运行需要良好的真空环境,面向等离子体的偏滤器是托卡马克装置的核心部件,其具有高温氮气烘烤及水冷两种运行工况,存在极大的泄漏风险,因此偏滤器部件的检漏工作至关重要。本文针对EAST下偏滤器气密性检测要求搭建了一套烘烤检漏系统,其能够模拟偏滤器在运行中的高温及常温环境,对偏滤器内部流道进行气密性检测。该系统最高烘烤温度为600 ℃,极限真空可达5×10-5 Pa,满足EAST下偏滤器常温及烘烤200 ℃气密性检测要求。通过增加标准漏孔稳压罐,排除了渗氦型标准漏孔由于时间累积所引起的测量误差。测试发现,系统在常温及高温两种工况下的最小可检漏率都满足下偏滤器正压烘烤气密性检测要求,但高温下系统检漏仪本底示数比常温下高1~2个数量级,这是由材料在高温条件下释放水蒸气和氢气等引起的,可通过延长烘烤保温时间来解决。

关键词: 气密性检测, 烘烤, 偏滤器, 托卡马克

Abstract: The high parameter operation of the magnetic confinement fusion device requires a good vacuum environment, and the divertor is the core component of the Tokamak device. The divertors have two operating conditions of high temperature nitrogen baking and water cooling, and there is a great risk of leakage, so the leak detection of the divertor component is very important. In this paper, a set of baking leak detection system is set up to meet the air tightness testing requirements of the lower EAST divertor, which can simulate the high temperature and normal temperature environment of the divertor during operation, and test the air tightness of the internal flow channel of the divertor. The as-built air tightness detection system can bake at a maximum temperature of 600 ℃, and the ultimate vacuum can reach 5×10-5 Pa, which can meet the air tightness detection requirements of the lower divertor of EAST under normal temperature and baking at 200 ℃. The measurement error caused by time accumulation of standard leakage is optimized by adding small vacuum chamber. Under normal and high temperature conditions, the minimum detectable leak rate of the system meets the requirements of the positive pressure baking gas tightness testing of the lower divertor, but the background reading of leak detector of the system at high temperature is 1 to 2 orders of magnitude higher than that at normal temperature. This is caused by the release of water vapor and hydrogen under high temperature condition, which can be solved by extending the baking and holding time.

Key words: air tightness testing, baking, divertor, Tokamak

中图分类号:  TB79

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