HL-2A真空技术指标ASDEX装置真空系统运行情况显示,在8套机组总有效抽速为12m3#s-1时,其真空室抽气几天后真空度约为4@10-4Pa,总的气体漏放率为4.8@10-3Pa#m3#s-1,残余气体以H2O为主。经6天120e中温烘烤并冷却低温吸气板到-100e后,AS-DEX的极限真空达到3@10-6Pa,总的气体漏放率为3.6@10-5Pa#m3#s-1。根据上述情况分析及HL-1M装置真空运行经验,我们在真空抽气、检漏系统方面确定的HL-2A真空室预装及正式运行时真空技术指标和机组配置,零部件漏气率,半环合车面氟橡胶密封处<3@10-8Pa#m3#s-1,多极场电极保护套外壳焊缝<3@10-10Pa#m3#s-13HL-2A真空室预装抽气试验,预装抽气机组HL-2A真空室预装抽气系统为4套前级汇总式分子泵三级抽气机组。由于预装平台结构尺寸的限制,选择真空室的4个350mm水平窗口为预装抽气口,它与原ASDEX装置和HL-2A装置正式运行时的抽口位置不同。TEXTOR、JT-60等,均选用了具有高压缩比、高转速的涡轮分子泵为主抽气泵。大多数中等装置采用两级串联抽气,而大装置采用前级汇总式三级抽气。HL-2A真空室预装抽气主泵选用4台F-400型3500L#s-1分子泵,设计为前级汇总式三级抽气机组。罗茨增压泵、机械泵分别为ZJB-600型和2X-70A型。抽气组合与ASDEX装置相似,抽速配比为100B816B1。
ASDEX抽气系统中分子泵、罗茨泵、机械泵抽速配比不合理,其放电清洗时只能打开4套分子泵(工作压强为10-1Pa),有效抽速仅为5m3#s-1。我们在HL-2A装置预装及正式安装运行时调整了抽气机组的配置,罗茨真空机组因而能避免ASDEX的这种情况。HL-2A真空室预装合车前拆除了**壁石墨瓦、多极场线圈的中性化靶板及碳纤维保护板,对内壁进行了严格的打磨和清洗。在完成真空室4个大D型合车面及6极多极场线圈保护套的检漏、补漏后,大小窗口(除4个350mm水平抽气口,2个63mm辉光电极引线法兰和1个25mm送气口外)均用盲板密封,密封材料为无氧铜或聚四氟乙烯。两套分子泵机组的漏气后,用预装方案的一半机组对HL-2A真空室进行初步试抽和检漏。启动70L#s-1机械泵粗抽,约30min后HL-2A真空室的真空度为800Pa。再启动600L#s-1罗茨泵,10min后真空度为10Pa。粗抽结果表明,HL-2A真空室预装无大漏,前级机组抽气能力已满足真空室粗抽技术要求。启动分子泵抽气2h,真空室的真空度为115Pa,**次试抽20min,漏放气率Q为3.2@10-2Pa#m3#s-1。HL-2A真空室预装抽气特性曲线。真空室总体检漏过程中因1个600mm窗口和上MP2多极场引线法兰更换密封圈而将真空室暴露于大气,其他的窗口微漏经过拧紧法兰均得到解决。
HL-2A真空室预装4套分子泵机组抽气6天后,真空度为5.2@10-4Pa,12h漏放率Q为1102@10-3Pa#m3#s-1。质谱分析表明,残余气体中H2O占主导地位,其峰值比为95%。经H2、H2+He气体多次冲涮真空室及更换抽气机组前级的P2O5,真空室的真空度达到318@10-4Pa,12h气体漏放气率Q为9@10-4Pa#m3#s-1。真空室的直流辉光放电清洗利用2只原ASDEX装置直流辉光电极(阳极为25@450mm的不锈钢杆和日光灯罩形状的不锈钢背板)、原HL-1M装置直流辉光电源和送气系统,首次成功地对HL-2A真空室进行了直流辉光放电清洗。2只电极均匀分布于真空室内,典型工作参数:气压为(5.28.5)@10-1Pa,阳极电压420730V,电流0185115A。在总计近30h的放电清洗后,HL-2A真空室的总气体漏放率由9@10-4Pa#m3#s-1降至3@10-4Pa#m3#s-1,残余气体H2O峰值比由95%降至6718%。在预装真空室内不烘烤。只有在4套分子泵机组条件下,HL-2A真空室预装的*高真空度才为111@10-4Pa。从而达到了设计要求。