一種大型雙層薄壁d型截面真空室窗口組焊定位裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于環(huán)形磁約束核聚變試驗(yàn)研究裝置技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種托克馬克裝置真空室窗口組焊定位裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]托卡馬克是環(huán)形磁約束核聚變試驗(yàn)研究裝置，它的主體主要由真空室、支撐和若干組磁場線圈組成。環(huán)流器2號A(HL-2A)改造與升級項(xiàng)目HL-2M裝置真空室是HL-2M裝置最主要部件之一，它是等離子體容器并直接運(yùn)行的場所。真空室結(jié)構(gòu)為D形截面的雙層-薄壁-全焊接式-環(huán)狀結(jié)構(gòu)，整個(gè)真空室由20個(gè)扇形段組焊而成，每個(gè)扇形段中心夾角為18° ±0.02°。單個(gè)扇形段主要由內(nèi)殼、外殼、端面筋板、流道以及各種形式的窗口組成。其中，內(nèi)殼、外殼為等距D形截面的旋轉(zhuǎn)曲面，內(nèi)外殼夾層空腔內(nèi)布置流道，流道用于扇形段內(nèi)外殼之間的連接與加強(qiáng)作用的同時(shí)還作為水氣流通的通道，單個(gè)扇形段兩端分別焊接1個(gè)端面筋板，各扇形段兩端端面筋板相焊組成真空室的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，每個(gè)扇形段上開設(shè)大小、位置不同的窗口用于試驗(yàn)診斷。內(nèi)外殼壁厚5.4_，內(nèi)殼內(nèi)表面到外殼外表面距離30mm,內(nèi)環(huán)直徑為2m，夕卜環(huán)直徑為5.22m，環(huán)高3.02m。上述結(jié)構(gòu)如圖1?3所示。
[0003]真空室是一種超高真空容器，各扇形段殼體上均開設(shè)了大小不同的窗口，所有窗口均采用超高真空法蘭連接，各個(gè)窗口都要從真空室外部的磁場線圈之間引出，在環(huán)流器運(yùn)行過程中用于等離子體的診斷。由于磁場線圈間隙小，整個(gè)設(shè)備系統(tǒng)布置的約束限制，真空室殼體上的窗口都有很高的尺寸位置公差要求。
[0004]對于此種大型薄壁全焊接結(jié)構(gòu)容器，其在機(jī)床上的裝夾及精加工中的震動(dòng)問題難以解決，高精度的窗口密封面及窗口位置尺寸公差很難采用焊后加工的方法來保證。帶來的要求是工藝采取法蘭與接管焊接為窗口組件后加工為成品，單個(gè)扇形段殼體窗口位置開孔到位，窗口組件與殼體焊后不加工，焊后窗口位置尺寸公差應(yīng)滿足圖紙要求。
[0005]因此，需要設(shè)計(jì)一種裝置來控制扇形段殼體與窗口組件的復(fù)雜焊接變形。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種大型雙層薄壁D型截面真空室窗口組焊定位裝置，以保證真空室20個(gè)扇形段的窗口組件焊后滿足圖紙尺寸公差要求。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)這一目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是:
[0008]一種大型雙層薄壁D型截面真空室窗口組焊定位裝置，所述的大型雙層薄壁D型截面真空室結(jié)構(gòu)為D形截面的雙層薄壁全焊接式環(huán)狀結(jié)構(gòu)，真空室由20個(gè)扇形段組焊而成，每個(gè)扇形段上根據(jù)真空室結(jié)構(gòu)設(shè)定開設(shè)以下7個(gè)窗口中的5?7個(gè):設(shè)備中心線與D形截面扇形段中的直段的中心線在同一條直線上，兩個(gè)對穿窗口的中心軸線同軸并且與設(shè)備中心線平行，中平面窗口的中心軸線垂直于中設(shè)備中心線，在中平面窗口兩側(cè)設(shè)置兩個(gè)水平窗口，水平窗口的中心軸線與中平面窗口的中心軸線相互平行，在水平窗口和對穿窗口之間設(shè)置兩個(gè)斜窗口 ；窗口組焊定位裝置包括側(cè)板、筋板、連接板、底板和定位軸；
[0009]其中，兩塊側(cè)板分布在D形截面扇形段中的直段的兩側(cè)，兩塊側(cè)板都是C字形并且相互平行，側(cè)板的外形與扇形段外殼型面一致，在扇形段窗口處的側(cè)板與窗口法蘭面平行；
[0010]兩塊側(cè)板通過在二者之間均勻布置的矩形筋板焊接在一起，筋板與側(cè)板共同構(gòu)成窗口組焊定位裝置的空間構(gòu)架；
[0011]七塊連接板垂直于側(cè)板，連接板的位置對應(yīng)扇形段的5?7個(gè)窗口法蘭，扇形段上開設(shè)窗口的數(shù)量少于7個(gè)時(shí)，未開設(shè)窗口位置處對應(yīng)的連接板空置；在連接板上設(shè)置螺栓孔，組焊時(shí)連接板與扇形段上對應(yīng)的5?7個(gè)窗口法蘭用螺栓連接，對窗口組件進(jìn)行定位；
[0012]在外側(cè)板上對應(yīng)兩個(gè)水平窗口的位置上設(shè)置兩塊底板，在底板上設(shè)置地腳螺栓孔，用于固定窗口組焊定位裝置；
[0013]在與兩個(gè)對穿窗口對應(yīng)的兩塊連接板上分別設(shè)置一個(gè)軸孔，定位軸穿過軸孔與對穿窗口法蘭的內(nèi)孔配合，對扇形段定位，定位軸與軸孔之間采用螺栓連接。
[0014]進(jìn)一步的，如上所述的一種大型雙層薄壁D型截面真空室窗口組焊定位裝置，在兩塊側(cè)板之間均勻布置10?15塊矩形筋板。
[0015]本發(fā)明技術(shù)方案的有益效果在于:在真空室各扇形段殼體與窗口組件焊接時(shí)，窗口的位置尺寸公差由高精度的定位裝置來保證，能有效控制窗口焊接變形，保證20個(gè)扇形段窗口位置尺寸的一致性，同時(shí)能大大提高窗口組對焊接效率。
【附圖說明】
[0016]圖1為真空室總圖主視圖；
[0017]圖2為真空室單個(gè)扇形段圖；
[0018]圖3為圖2的左視圖；
[0019]圖4為組焊定位裝置主視圖；
[0020]圖5為圖4的俯視圖；
[0021 ] 圖6為組焊定位裝置定位軸圖；
[0022]圖7為與定位軸相配的連接板圖；
[0023]圖8為圖3與圖4的組裝圖。
[0024]圖中:1.4.6.7.8.9.14 筋板、2.定位軸、3.螺栓、5.側(cè)板、10.11.12.15 連接板、13底板、16軸孔、17真空室單個(gè)扇形段。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0026]一種大型雙層薄壁D型截面真空室窗口組焊定位裝置，所述的大型雙層薄壁D型截面真空室結(jié)構(gòu)為D形截面的雙層薄壁全焊接式環(huán)狀結(jié)構(gòu)，真空室由20個(gè)扇形段組焊而成，每個(gè)扇形段上根據(jù)真空室結(jié)構(gòu)設(shè)定開設(shè)以下7個(gè)窗口中的5?7個(gè):設(shè)備中心線與D形截面扇形段中的直段的中心線在同一條直線上，兩個(gè)對穿窗口的中心軸線同軸并且與設(shè)備中心線平行，中平面窗口的中心軸線垂直于中設(shè)備中心線，在中平面窗口兩側(cè)設(shè)置兩個(gè)水平窗口，水平窗口的中心軸線與中平面窗口的中心軸線相互平行，在水平窗口和對穿窗口之間設(shè)置兩個(gè)斜窗口。
[0027]如圖4、圖5和圖8所示，窗口組焊定位裝置包括側(cè)板、筋板、連接板、底板和定位軸；
[0028]其中，兩塊側(cè)板分布在D形截面扇形段中的直段的兩側(cè)，兩塊側(cè)板都是C字形并且相互平行，側(cè)板的外形與扇形段外殼型面一致，在扇形段窗口處的側(cè)板與窗口法蘭面平行；
[0029]兩塊側(cè)板通過在二者之間均勻布置的10?15塊矩形筋板焊接在一起，筋板與側(cè)板共同構(gòu)成窗口組焊定位裝置的空間構(gòu)架；
[0030]七塊連接板垂直于側(cè)板，連接板的位置對應(yīng)扇形段的5?7個(gè)窗口法蘭，扇形段上開設(shè)窗口的數(shù)量少于7個(gè)時(shí)，未開設(shè)窗口位置處對應(yīng)的連接板空置；在連接板上設(shè)置螺栓孔，組焊時(shí)連接板與扇形段上對應(yīng)的5?7個(gè)窗口法蘭用螺栓連接，對窗口組件進(jìn)行定位；
[0031]在外側(cè)板上對應(yīng)兩個(gè)水平窗口的位置上設(shè)置兩塊底板，在底板上設(shè)置地腳螺栓孔，用于固定窗口組焊定位裝置；
[0032]如圖6和圖7所示，在與兩個(gè)對穿窗口對應(yīng)的兩塊連接板上分別設(shè)置一個(gè)軸孔，定位軸穿過軸孔與對穿窗口法蘭的內(nèi)孔配合，對扇形段定位，定位軸與軸孔之間采用螺栓連接。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種大型雙層薄壁D型截面真空室窗口組焊定位裝置，所述的大型雙層薄壁D型截面真空室結(jié)構(gòu)為D形截面的雙層薄壁全焊接式環(huán)狀結(jié)構(gòu)，真空室由20個(gè)扇形段組焊而成，每個(gè)扇形段上根據(jù)真空室結(jié)構(gòu)設(shè)定開設(shè)以下7個(gè)窗口中的5?7個(gè):設(shè)備中心線與D形截面扇形段中的直段的中心線在同一條直線上，兩個(gè)對穿窗口的中心軸線同軸并且與設(shè)備中心線平行，中平面窗口的中心軸線垂直于中設(shè)備中心線，在中平面窗口兩側(cè)設(shè)置兩個(gè)水平窗口，水平窗口的中心軸線與中平面窗口的中心軸線相互平行，在水平窗口和對穿窗口之間設(shè)置兩個(gè)斜窗口； 其特征在于:窗口組焊定位裝置包括側(cè)板、筋板、連接板、底板和定位軸； 其中，兩塊側(cè)板分布在D形截面扇形段中的直段的兩側(cè)，兩塊側(cè)板都是C字形并且相互平行，側(cè)板的外形與扇形段外殼型面一致，在扇形段窗口處的側(cè)板與窗口法蘭面平行； 兩塊側(cè)板通過在二者之間均勻布置的矩形筋板焊接在一起，筋板與側(cè)板共同構(gòu)成窗口組焊定位裝置的空間構(gòu)架； 七塊連接板垂直于側(cè)板，連接板的位置對應(yīng)扇形段的5?7個(gè)窗口法蘭，扇形段上開設(shè)窗口的數(shù)量少于7個(gè)時(shí)，未開設(shè)窗口位置處對應(yīng)的連接板空置；在連接板上設(shè)置螺栓孔，組焊時(shí)連接板與扇形段上對應(yīng)的5?7個(gè)窗口法蘭用螺栓連接，對窗口組件進(jìn)行定位； 在外側(cè)板上對應(yīng)兩個(gè)水平窗口的位置上設(shè)置兩塊底板，在底板上設(shè)置地腳螺栓孔，用于固定窗口組焊定位裝置； 在與兩個(gè)對穿窗口對應(yīng)的兩塊連接板上分別設(shè)置一個(gè)軸孔，定位軸穿過軸孔與對穿窗口法蘭的內(nèi)孔配合，對扇形段定位，定位軸與軸孔之間采用螺栓連接。2.如權(quán)利要求1所述的一種大型雙層薄壁D型截面真空室窗口組焊定位裝置，其特征在于:在兩塊側(cè)板之間均勻布置10?15塊矩形筋板。
【專利摘要】本發(fā)明屬于環(huán)形磁約束核聚變試驗(yàn)研究裝置技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種托克馬克裝置真空室窗口組焊定位裝置，包括側(cè)板、筋板、連接板、底板和定位軸；其中，兩塊側(cè)板通過矩形筋板焊接在一起；七塊連接板的位置對應(yīng)扇形段的窗口法蘭，扇形段上開設(shè)窗口的數(shù)量少于7個(gè)時(shí)，未開設(shè)窗口位置處對應(yīng)的連接板空置；在連接板上設(shè)置螺栓孔，組焊時(shí)連接板與扇形段上對應(yīng)的5～7個(gè)窗口法蘭用螺栓連接，對窗口組件進(jìn)行定位；在外側(cè)板上設(shè)置底板，用于固定窗口組焊定位裝置；在與兩個(gè)對穿窗口對應(yīng)的兩塊連接板上分別設(shè)置一個(gè)軸孔，定位軸穿過軸孔與對穿窗口法蘭的內(nèi)孔配合，對扇形段定位。通過上述設(shè)計(jì)，在能有效控制窗口焊接變形的同時(shí)大大提高窗口組對焊接效率。
【IPC分類】B23K37/04
【公開號】CN105234614
【申請?zhí)枴緾N201510715727
【發(fā)明人】門偉, 張建, 張惠敏, 周霞, 武小強(qiáng), 張黨申, 王叢杰
【申請人】西安核設(shè)備有限公司
【公開日】2016年1月13日
【申請日】2015年10月28日