一种用于FRC聚变装置的高速注气管路系统的制作方法

本技术涉及一种用于frc聚变装置的高速注气管路系统，属于frc聚变装置注气。

背景技术：

1、场反位形（frc）是一种具有高比压的紧凑型环状等离子体构形，属于磁惯性约束聚变的典型技术路线。与主流的托卡马克（tokamak）和惯性约束聚变相比，frc装置具有结构相对简单、建设成本低、能量密度高等显著优势。近年来，frc研究受到广泛关注，因为它从原理上能够满足人类对能源安全、高效、清洁以及可持续的追求，被认为是实现可控核聚变能源的潜在技术路径之一。

2、frc装置通常由位于两端的等离子体形成区以及处于中心的对碰融合区组成。其工作原理是：首先在形成区通过θ-箍缩技术产生frc等离子体，然后使等离子体向中心区域对碰融合以产生参数更高的等离子体。在这个过程中，装置内中性气体的分布与时序控制对最终形成的等离子体参数有着决定性的影响。值得注意的是，frc装置的建造成本不足托卡马克装置的1/10，且通过模块化设计可快速迭代升级，这使得它在商业化应用方面具有显著优势

3、在frc实验装置中，高速注气系统是至关重要的子系统，其主要功能是在毫秒至微秒量级的时间内，向真空室内注入特定流量和空间分布的燃料气体，为等离子体的形成与维持提供必要条件。注气系统的性能直接影响到等离子体形成的效率、稳定性和最终参数。

4、现有frc聚变装置注气系统存在以下不足，难以满足装置稳定运行及安全要求：

5、1、系统集成度低：传统设计中 vmp（气体管理模块）为独立部件，需单独占用安装空间，且与气瓶柜无集成关联，增加管路连接复杂度及设备占地面积。

6、2、接地安全隐患：未明确系统接地阻值及管路连接处电阻要求，实际安装中易出现接地不良，可能受电磁干扰影响注气精度，甚至引发安全风险。

7、3、管路布局不合理：部分设计中管路易形成圆环状结构，可能在frc聚变装置强磁场环境下产生感应电流，干扰装置运行；同时管件缺乏统一防护，在靠近脉冲阀等部件时易受环境影响老化。

8、4、接口密封不规范：未使用的支管接口无明确密封标准，易因密封不当导致气体泄漏，影响注气压力稳定性，且增加气体浪费及安全隐患。

9、5、操作流程繁琐：抽空与吹扫流程无明确配套设计，需额外搭建临时管路，操作效率低，且难以保证抽空彻底性。

技术实现思路

1、本发明旨在解决现有frc聚变装置注气系统集成度低、接地不安全、管路布局干扰大、接口密封不规范、操作流程繁琐的问题，为了满足第一代frc聚变装置对注气系统稳定性、安全性及便捷性的需求，本实用新型提供一种用于frc聚变装置的高速注气管路系统。

2、本实用新型解决上述技术问题所提供的技术方案是：一种用于frc聚变装置的高速注气管路系统，包括进气管路、分配管路、抽真空管路和若干个并联设置的注气管路；

3、所述注气管路包括依次连通的若干个并联设置的注气瓶、注气压力表、注气手动阀、注气止回阀；

4、所述进气管包括依次连通的进气手动阀、进气减压阀、进气压力表、质量流量计，所述进气手动阀与注气止回阀连通；

5、所述分配管路两端分别与质量流量计、抽真空管路连通，其中部设有若干个接口管路，所述接口管路包括依次连通的接口压力表、接口手动阀、卡套接头；

6、所述抽真空管路包括依次连通的真空泵、真空手动阀ⅰ、真空手动阀ⅱ、真空止回阀。

7、进一步的技术方案是，所述注气瓶与注气压力表之间设有注气气调压阀ⅰ、注气调压阀ⅱ。

8、进一步的技术方案是，所述注气瓶的出口依次设有压力表、手动阀。

9、进一步的技术方案是，所述注气瓶的个数为两个或六个。

10、进一步的技术方案是，所述进气手动阀、进气减压阀之间设有进气调压阀ⅰ、进气调压阀ⅱ。

11、进一步的技术方案是，所述进气手动阀与注气止回阀之间设有常闭电磁阀。

12、进一步的技术方案是，所述卡套接头上设有堵头。

13、进一步的技术方案是，所述堵头为氟橡胶密封堵头。

14、进一步的技术方案是，所述分配管路位于真空手动阀ⅰ、真空手动阀ⅱ之间。

15、进一步的技术方案是，所述抽真空管路上设有接地线。

16、本实用新型具有以下有益效果：

17、1、集成度提升：vmp集成于气瓶柜面板，取消独立设置，减少设备占地面积30%以上，同时简化管路连接，降低系统复杂度。

18、2、安全性能优化：接地阻值与管路连接电阻的双重规范，彻底解决接地不良问题，避免电磁干扰；绝缘保护层与防护层设计，延长管件使用寿命，降低老化泄漏风险。

19、3、稳定性提升：1/4"堵头密封未使用接口，漏气率降低至 0.01% 以下；管路无圆环结构，消除感应电流干扰，注气精度波动控制在±1%以内。

20、4、操作便捷性提升：真空泵配套设计自动与手动吹扫流程，无需临时搭建管路，抽空效率提升50%，且保证抽空彻底性（真空度可达10-4pa）。

1.一种用于frc聚变装置的高速注气管路系统，其特征在于，包括进气管路、分配管路、抽真空管路和若干个并联设置的注气管路；

2.根据权利要求1所述的一种用于frc聚变装置的高速注气管路系统，其特征在于，所述注气瓶与注气压力表之间设有注气气调压阀ⅰ、注气调压阀ⅱ。

3.根据权利要求2所述的一种用于frc聚变装置的高速注气管路系统，其特征在于，所述注气瓶的出口依次设有压力表、手动阀。

4.根据权利要求2所述的一种用于frc聚变装置的高速注气管路系统，其特征在于，所述注气瓶的个数为两个、四个或六个。

5.根据权利要求1所述的一种用于frc聚变装置的高速注气管路系统，其特征在于，所述进气手动阀、进气减压阀之间设有进气调压阀ⅰ、进气调压阀ⅱ。

6.根据权利要求5所述的一种用于frc聚变装置的高速注气管路系统，其特征在于，所述进气手动阀与注气止回阀之间设有常闭电磁阀。

7.根据权利要求1所述的一种用于frc聚变装置的高速注气管路系统，其特征在于，所述卡套接头上设有堵头。

8.根据权利要求7所述的一种用于frc聚变装置的高速注气管路系统，其特征在于，所述堵头为氟橡胶密封堵头。

9.根据权利要求1所述的一种用于frc聚变装置的高速注气管路系统，其特征在于，所述分配管路位于真空手动阀ⅰ、真空手动阀ⅱ之间。

10.根据权利要求1所述的一种用于frc聚变装置的高速注气管路系统，其特征在于，所述抽真空管路上设有接地线。