面向等离子体的液态锂壁的温度负反馈控制系统及方法
专利汇可以提供面向等离子体的液态锂壁的温度负反馈控制系统及方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种面向 等离子体 的液态锂壁的 温度 负反馈 控制系统及方法，包括有惰性气体储气瓶、液态锂壁、等离子体和控制系统。在 磁约束 聚变实验中，液态锂壁遭受等离子体热流轰击后温度迅速上升，当超过其温度 阈值 时，利用控制系统发送命令给可编程直流电源，使加热棒停止加热；同时远程开启供气 阀 ，通 过冷 却管道通入惰性气体，快速降低液态锂壁的表面温度，减少等离子体对其损伤。当低于其温度阈值时，关闭供气阀停止通入惰性气体，调节可编程直流电源的 输出 电压 ，加热棒再次加热，使液态锂壁升温并维持在其 工作温度 。本发明是一种能够快速有效降低等离子体热流对液态锂壁损伤的方法，为未来聚变堆中液态锂第一壁的成功应用提供良好的技术 基础 。，下面是面向等离子体的液态锂壁的温度负反馈控制系统及方法专利的具体信息内容。
1.一种面向等离子体的液态锂壁的温度负反馈控制系统，其特征在于：包括有惰性气体储气瓶、液态锂壁、等离子体和控制系统，所述惰性气体储气瓶的出气口安装有减压阀，减压阀出气口通过气管与供气阀入口焊接连接，供气阀出口与冷却管道一端相连，冷却管道的另一端直接暴露于大气，冷却管道布置于液态锂壁的中间位置，液态锂壁中布置有加热棒，控制系统与供气阀、加热棒控制连接；在液态锂壁受到等离子体热流轰击时通过控制系统实现温度负反馈控制；具体为：液态锂壁遭受等离子体热流轰击后温度迅速上升，当超过其温度阈值时，通过控制系统将直流电源输出电压调零，液态锂壁中的加热棒停止工作；
同时利用控制系统控制开启供气阀，再通过冷却管道通入惰性气体，快速降低液态锂壁的温度；当液态锂壁的温度低于其温度阈值时，关闭供气阀停止通入惰性气体，同时调节直流电源输出电压，加热棒再次工作逐渐升温，使液态锂壁的温度维持在工作温度范围内。
2.根据权利要求1所述的一种面向等离子体的液态锂壁的温度负反馈控制系统，其特征在于：所述的液态锂壁是一块液态锂限制器，尺寸为350mm×320mm，基底为Cu热沉，利用热等静压工艺在其正面焊接0.5mm厚的不锈钢导流板，所述冷却管道、加热棒均布在热沉背面。
3.根据权利要求1所述的一种面向等离子体的液态锂壁的温度负反馈控制系统，其特征在于：所述的惰性气体储气瓶为氩气瓶，惰性气体为氩气。
4.根据权利要求3所述的一种面向等离子体的液态锂壁的温度负反馈控制系统，其特征在于：所述的减压阀是全铜氩气减压阀，用来调节和测量高压氩气的气压，型号为YQAR-
370，输出压力范围0.4-4.0MPa。
5.根据权利要求1所述的一种面向等离子体的液态锂壁的温度负反馈控制系统，其特征在于：所述的供气阀是一只防爆电磁阀，型号为BZCD-1，通径1mm，工作压力4.0MPa。
6.根据权利要求2所述的一种面向等离子体的液态锂壁的温度负反馈控制系统，其特征在于：所述的冷却管道是一根φ1/2in的SS316无缝管，一端与供气阀出口连接，另一端直接暴露大气，中间部分弯曲成“跑道”形，布在液态锂壁的中间位置，“跑道”长200mm，两侧半圆直径50mm；所述的加热棒为铠装结构，有两种不同加热功率，分别为1.5KW和2KW，前者有两块，尺寸为120mm×30mm×5mm，布在冷却管道下方；后者有一块，尺寸为220mm×30mm×
5mm，布在冷却管道上方。
7.根据权利要求1所述的一种面向等离子体的液态锂壁的温度负反馈控制系统，其特征在于:所述的等离子体热流是指等离子体中大量的高能电子、离子及中性粒子所携带的能量以及电磁辐射，在等离子体的边界区域，它们与等离子体的真空室壁发生强烈的相互作用。
8.根据权利要求1所述的一种面向等离子体的液态锂壁的温度负反馈控制系统，其特征在于：所述的温度阈值是液态锂壁的正常工作温度T，270℃≤T≤350℃。
9.根据权利要求1所述的一种面向等离子体的液态锂壁的温度负反馈控制系统，其特征在于：所述的控制系统包括PLC模块、温度测量模块、一台可编程直流电源和一台IPC；所述的PLC模块为SIEMENS PLC，CPU315-2 PN/DP；所述的可编程直流电源的技术参数是AC
220V/10A输入，三路DC 0-220V/0-10A输出；使用带模拟量输出模块的PLC模块调节热沉背面加热棒的加热功率；所述的温度测量模块为带有温度测量模块的LXI仪器，型号为Agilent34972A温度采集器与十四根分布在热沉背面不同位置的K型热电偶阵列连接，用来获取温度数据；所述的IPC作为主站，通过一个具有手动分配的静态IP地址的LAN路由器与所有仪器进行通信，操作人员通过IPC向仪器发送命令和配置信息，所有的测量数据将被传送到IPC进行监视和存储，可以评估液态锂壁表面的温度，控制加热棒的启动/停止和供气阀的开启/关闭，实现对液态锂壁的温度负反馈控制。
10.一种基于权利要求1所述系统的一种面向等离子体的液态锂壁的温度负反馈控制方法，其特征在于：所述的
① 减压阀安装在惰性气体储气瓶，减压阀出气口与供气阀进气口通过气管焊接连接，冷却管道的一端接在供气阀出气口，另一端用堵头密封；
②调节减压阀向冷却管道通入3.3-3.5MPa惰性气体，并保压20-24h检漏；不漏后卸掉堵头，使冷却管道一端暴露大气；
③液态锂壁在真空交换室中安装维护完毕后，通过支撑传动杆将液态锂壁移动到等离子体放电真空室外侧；
④利用控制系统发送命令至可编程直流电源，调节加热棒的加热功率，将液态锂壁的温度升至其工作温度T，270℃≤T≤350℃；温度数据由控制系统中的热电偶阵列采集，并采用软件滤波器来丢弃异常值获得精确的液态锂壁的温度；
⑤再次利用支撑传动杆将液态锂壁推至等离子体切面位置，随着等离子体放电的进行，液态锂壁遭受等离子体热流轰击后温度迅速上升；当超过350℃时，通过控制系统将直流电源输出电压调零，液态锂壁中的加热棒停止工作；同时利用控制系统远程开启供气阀，再通过冷却管道通入压力为3MPa的惰性气体，快速降低液态锂壁的温度；当液态锂壁的温度低于270℃时，关闭供气阀停止通入惰性气体；
⑥将液态锂壁退至等离子体放电真空室外侧；
⑦等待下一炮等离子体放电，重复步骤④、⑤和⑥。
面向等离子体的液态锂壁的温度负反馈控制系统及方法
技术领域
背景技术
发明内容
120mm×30mm×5mm，布在冷却管道下方；后者有一块，尺寸为220mm×30mm×5mm，布在冷却管道上方。
③液态锂壁在真空交换室中安装维护完毕后，通过支撑传动杆将液态锂壁移动到等离子体放电真空室外侧；
④利用控制系统发送命令至可编程直流电源，调节加热棒的加热功率，将液态锂壁的温度升至其工作温度T，270℃≤T≤350℃；温度数据由控制系统中的热电偶阵列采集，并采用软件滤波器来丢弃异常值获得精确的液态锂壁的温度；
⑤再次利用支撑传动杆将液态锂壁推至等离子体切面位置，随着等离子体放电的进行，液态锂壁遭受等离子体热流轰击后温度迅速上升；当超过350℃时，通过控制系统将直流电源输出电压调零，液态锂壁中的加热棒停止工作；同时利用控制系统远程开启供气阀，再通过冷却管道通入压力为3MPa的惰性气体，快速降低液态锂壁的温度；当液态锂壁的温度低于270℃时，关闭供气阀停止通入惰性气体；
⑥将液态锂壁退至等离子体放电真空室外侧；
⑦等待下一炮等离子体放电，重复步骤④、⑤和⑥。
具体实施方式
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