专利摘要

本发明公开了一种大功率稳态回旋管电子枪混合冷却装置，包括有油冷装置、水冷装置和主箱体，主箱体用于支撑固定回旋管并存储变压器油，油冷装置的油冷循环进油端接入回旋管电子枪，油冷循环的出油端安装在主箱体上部侧壁上，水冷装置包括有内冷和外冷两部分，内冷部分包括有两路循环，其中一路水管采用橡胶材料，密集的绕制在回旋管电子枪周围；另一路水管采用无氧铜材料，绕制在主箱体内壁上。本发明的主箱体内装满变压器油用于电子枪冷却，冷却效果好，且具有极好的绝缘性，防止电子枪区域发生打火；充分利用了橡胶材料和水对微波的吸收特性，实现同时具备冷却功能和杂波吸收功能的水冷回路，以保障回旋管不受杂波的影响。

说明书

技术领域：

本发明涉及高功率微波技术领域，主要涉及一种大功率稳态回旋管电子枪混合冷却装置。

背景技术：

电子回旋共振加热及电流驱动在磁约束聚变中有重要作用。回旋管是电子回旋系统所用的微波源，可以产生兆瓦级、长脉冲的毫米波。磁控电子枪是回旋管最为重要的部件之一，用于产生回旋电子束。大功率稳态回旋管的电子枪区域发热量较大，为了保障其正常工作，需要对电子枪外部进行冷却。为了防止电子枪外部发生打火，对电子枪进行冷却的介质要求有高绝缘性，因此对电子枪冷却的方法主要有强制风冷和油冷两种。风冷换热能力小，绝缘性能差。对于常规油冷，由于盛装变压器油的箱体同时需要支撑回旋管，一般采用支撑力度较大的金属箱体结构，因此电子枪发射出的杂散电磁波容易在箱体中来回反射，影响回旋管正常工作，另外单纯油冷的稳态换热能力较差，不能满足稳态高功率回旋管的要求。

发明内容：

本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种大功率稳态回旋管电子枪混合冷却装置，具有电子枪冷却、回旋管支撑与准直、吸收杂散电磁波等功能。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种大功率稳态回旋管电子枪混合冷却装置，其特征在于：包括有油冷装置、水冷装置和主箱体，所述主箱体用于支撑固定回旋管并存储变压器油，所述油冷装置的油冷循环进油端接入回旋管电子枪，油冷循环的出油端安装在主箱体上部侧壁上，所述水冷装置包括有内冷和外冷两部分，所述内冷部分包括有两路循环，其中一路水管采用橡胶材料，密集的绕制在回旋管电子枪周围，用于回旋管电子枪低压部件冷却并吸收杂散电磁波；另一路水管采用无氧铜材料，绕制在主箱体内壁上，用于变压器油的间接冷却。

所述的主箱体采用不锈钢材料制成，所述油冷装置用于电子枪高压部件的冷却，所述水冷装置用于变压器油的冷却。

所述的油冷装置是通过板式换热器实现的，所述板式换热器外壁采用循环水进行冷却，变压器油在板式换热器内壁自下而上流过，实现散热；流过板式换热器外壁的循环水实际上属于水冷装置的内冷水的一部分，通过水冷系统的板式换热器与水冷系统的外冷水进行热交换；在油回路中，通过温度传感器、压力传感器和流量传感器，实时监测进出油口的温度、压力和流量。

所述的水冷装置中外冷部分的外冷水通过散热塔上的风机进行强制风冷；内冷水流过板式换热器与温度更低的外冷水进行热交换，实现内冷水的冷却，内冷水回路上安装有温度传感器、压力传感器、流量传感器，分别对温度、压力和流量进行实时监测。

所述的水冷装置的两路水管均绕制成螺旋形，其水管的进水口分别位于底端部，且外冷循环的水采用普通自来水，内冷循环的水采用高纯度去氧去离子水。

所述的箱体侧壁上设有用于观察电子枪区域是否发生打火的观察窗。

所述的主箱体的底部安装有调节机构，可以方便的调节高度和倾斜度，以便实现回旋管中心、超导磁体中心与输出波束三者之间的准直特性。

本发明的优点是：

本发明用于回旋管支撑和电子枪混合冷却；主箱体内装满变压器油用于电子枪冷却，冷却效果好，且具有极好的绝缘性，防止电子枪区域发生打火；充分利用了橡胶材料和水对微波的吸收特性，实现同时具备冷却功能和杂波吸收功能的水冷回路，以保障回旋管不受杂波的影响；冷却装置主箱体可以方便的调节高度和倾斜度，采用不锈钢材料，支撑强度大且不干扰回旋管磁场分布。

附图说明：

图1为本发明的结构示意图。

图2为油水混合冷却装置的原理图。

图3为电子枪周围的橡胶管水冷管路绕制示意图。

图4为主箱体内壁上的铜管水冷管路绕制示意图。

具体实施方式：

参见附图。

如图1所示，稳态回旋管电子枪混合冷却装置，包括有油冷装置、水冷装置、主箱体。该装置在结构上，主箱体1用于支撑回旋管并存储变压器油，采用不锈钢材料制造；油冷装置实现主箱体内部变压器油的循环，油冷循环的进油端通过进油管2接入回旋管电子枪3，油流经电子枪3内部后从电子枪上端的出油管4流出，整个箱体内部均浸满油，油冷循环的出油端安装在主箱体1上部侧壁上。箱体内的水冷回路包括两路，一路水冷管5采用橡胶材料，以较高的密度绕制在电子枪周围；另一路水冷管6采用无氧铜，绕制安装在主箱体内壁上。回旋管7垂直安放在主箱体1上，其中回旋管7的电子枪部分插入到主箱体1内部，浸泡在变压器油中。主箱体一面壁上安装有观察窗8，采用双层玻璃构造，用于观测电子枪区域是否发生打火。主箱体1底部安装有调节机构，可方便调节主箱体的高度与倾斜角，实现回旋管7中心与配套的超导磁体9中心、输出波束（波通过输出窗10输出）三者之间的准直。

如图2所示，所述的水油混合冷却装置包括油冷装置和水冷装置。主箱体内部的水冷回路与变压器油接触，实现图中所示的水油换热结构13。

所述的油冷装置包括油泵14、板式换热器11等，油泵14用于实现变压器油的循环，油的冷却主要是靠板式换热器11实现的，板式换热器11外壁采用循环水进行冷却，变压器油在板式换热器11内壁自下而上流过，实现散热。流过板式换热器11外壁的循环水实际上属于水冷系统的内冷水的一部分，通过水冷系统的板式换热器12与水冷系统的外冷水进行热交换。在油回路中，通过温度传感器TI、压力传感器PI和流量传感器FI，实时监测进出油口的温度、压力和流量，在相关参数超过设定阈值时，发出警报并进行系统连锁保护，以保证油冷系统及回旋管系统的安全。

所述的水冷装置包括内冷和外冷两部分，外冷水采用普通自来水，内冷水采用高纯度去氧去离子水。外冷水通过散热塔上的风机进行强制风冷；内冷水流过板式换热器12时，与温度更低的外冷水进行热交换，实现内冷水的冷却。内冷水回路上安装有温度传感器TI、压力传感器PI、流量传感器FI，分别对温度、压力和流量进行实时监测，在相关参数超过设定阈值时，发出警报并进行系统连锁保护，以保证水冷系统及回旋管系统的安全。主箱体1内部的内冷水回路包括两路，一路采用橡胶水管，接入回旋管低压部件，并以较高的密度绕制在电子枪周围；另一路采用无氧铜水管，绕制安装在主箱体内壁上。内冷水由各回路下部注入螺旋形的水冷管路中，由水冷管路的顶部流出，保证水能够充满管路，并防止气泡产生。

如图3所示，所述的绕制在回旋管电子枪周围的水冷管5是采用橡胶材料制造的，橡胶管按照螺旋形紧密绕制。水管内部通去离子水，外部被主箱体内的变压器油包裹。橡胶水管通过图3中的“水接头15”与电子枪相连，去离子水流经电子枪内部对电子枪低压部件进行冷却。水管内部水温低于油温，通过热交换间接实现水对油的冷却。微波可以较容易的穿透橡胶材料，而水对微波有良好的吸收特性，因此主箱体内壁上的水冷回路可以较好的实现对杂散电磁波的吸收，防止辐射的杂散电磁波在主箱体内部来回反射，干扰回旋管内部正常的工作电场，以保证回旋管的正常工作。

如图4所示，所述的绕制在主箱体内壁上的水冷管6是采用无氧铜材料制造，提高导热性能，铜管按照螺旋形紧密绕制在主箱体内壁上。水管内部通去离子水，外部被主箱体内的变压器油包裹。水管内部水温低于油温，通过热交换实现水对油的间接冷却。

一种大功率稳态回旋管电子枪混合冷却装置专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。