软X相机冷却回路分析与测试
2021-09-03高先和胡学友石朝毅
核科学与工程 2021年3期
张 胜,卢 军,高先和,胡学友,石朝毅,陈 琛
软X相机冷却回路分析与测试
张胜,卢军,高先和*,胡学友,石朝毅,陈琛
(合肥学院 先进制造工程学院,安徽 合肥 230601)
软X射线相机用于测量托卡马克装置放电时等离子体辐射的软X射线在空间上的分布。在真空室烘烤时,软X射线相机周围的温度会达到250 ℃,需对探测器进行冷却。针对软X射线相机冷却需求,主要介绍了软X相机闭循环冷却回路的设计结构,并对冷却回路进行了热学仿真分析及实验测试。高压冷却气体通过密闭管道与探测器的换热器进行热交换,热交换后的气体经气体冷却装置冷却后通过压缩机加压后再次送入冷却管道,实现相机冷却。通过热学仿真以及实验测试结果表明,当外界环境为250 ℃时,通过闭循环冷却系统可将探测器的温度降到50 ℃以下,低于探测器的正常工作的极限温度75 ℃。通过仿真分析和实验测试,验证了冷却系统设计的有效性。
冷却回路;软X射线相机;氦冷却
软X射线相机用于测量核聚变辐射出的软X射线,是托卡马克上重要的诊断系统。通过对软X射线的测量为等离子体操控提供参数,也是一些关键物理现象研究的支撑。软X相机由探测器盒子和探测器阵列组成。相机安装在托卡马克真空室外的二次真空环境内。真空室外部的温度托卡马克在正常放电时约为75 ℃,而当处于烘烤阶段,其温度会达到250 ℃。探测器的工作的极限温度一般在75 ℃左右,高温环境下不但暗电流会增加,而且容易损坏[1]。……
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