一种大型托卡马克线圈真空室组件的安装工装的制作方法

本实用新型属于聚变工程实验堆技术，具体涉及一种针对大型托卡马克线圈真空室组件的安装工装。

背景技术：

中国聚变工程实验堆(cfetr)是在吸收消化国际热核聚变工程实验堆(iter)的基础上，开展我国聚变工程实验堆的工程设计。cfetr的tf磁体系统是该项目中的关键部件之一，该磁体采用nb3sn超导材料外加奥氏体不锈钢铠装设计形成一个整体；cfetr的真空室主体为d形双层结构，位于tf线圈内。真空室与tf磁体需要在预装厅组装以后再吊到装置大厅进行安装和组焊，在吊装、就位和组焊过程中存在体积大、结构复杂、装配精度要求高和潜在风险大等特点。为了满足装配工序简单，装配效率高，装配质量高，装配成本低的装配设计要求，现提出一种专门针对大型托卡马克线圈真空室组件的安装工装。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种大型托卡马克线圈真空室组件的安装工装，其装配工序简单，使得线圈和真空室组件的装配效率、质量都得到提高。

本实用新型的技术方案如下：

一种大型托卡马克线圈真空室组件的安装工装，包括中心柱工装底部支撑筒、设于中心柱工装底部支撑筒上方的与其同轴安装的中心柱工装，以及设于中心柱工装顶部的吊装机构，所述的中心柱工装底部支撑筒的上表面固定设有中心柱工装基础板，所述的中心柱工装设于中心柱工装基础板上，所述的中心柱工装的上表面加工有定位孔，用于固定吊装机构。

所述的吊装机构包括一端固定于中心柱工装顶部的横担梁，以及设于横担梁上的吊装横梁和吊装板。

所述的中心柱工装的上表面的定位孔，用于固定横担梁的一端，所述的横担梁的数量为3～8个，呈放射状，均匀分布。

所述的横担梁的另一端通过墙上预埋的钢结构固定在墙体上。

所述的横担梁的上的吊装板，通过尼龙绳与tf磁体的外壳连接。

所述的吊装横梁固定连接在横担梁的下表面。

所述的中心柱工装的上下两端外侧壁上安装一圈环向液压机构，其位于tf磁体和真空室组合体的环向内侧。

所述的中心柱工装基础板上安装垂向液压机构，其位于tf磁体和真空室组合体的下方。

所述的中心柱工装底部支撑筒设于底部杜瓦上方中心处。

本实用新型的效果如下：采用一根横担梁吊装整个真空室和tf磁体，能够很好的平衡中心位置，有助于起吊设备的稳定；运用了中心柱工装和横担梁组合的形式将真空室和tf磁体组件进行定位和支撑，其中主要用垂向液压机构和磁体支撑结构共同支撑组件的重力，使用环向液压机构和横担梁调整组件的位置，达到安装要求。该工装设计结构稳定、经济实用、能够实现精密的调节，能够满足体积大、结构复杂、装配精度要求高的真空室和tf磁体组件安装要求。

附图说明

图1为大型托卡马克线圈真空室组件的安装工装使用示意图；

图2为大型托卡马克线圈真空室组件的安装工装示意图；

图3为中心柱工装和中心柱工装底部支撑筒的组件；

图4为中心柱工装底部支撑筒示意图；

图中：1.中心柱工装底部支撑筒；2.中心柱工装；3.tf磁体；4.真空室；5.横担梁；6.底部杜瓦；7.磁体支撑；8.吊装横梁；9.吊装板；10.墙上预埋的钢结构；11.垂向液压机构；12.中心柱工装基础板；13.环向液压机构；14.定位孔。

具体实施方式

下面通过附图及具体实施方式对本实用新型作进一步说明。

如图1所示，该安装工具位于底部杜瓦6上方中心处，底部杜瓦6上方安装磁体支撑7，用于支撑tf磁体3和真空室4。

如图2所示，安装工具包括中心柱工装底部支撑筒1、安装在中心柱工装底部支撑筒1上方的与其同轴安装的中心柱工装2、安装在中心柱工装2顶部的横担梁5，以及安装在横担梁5上的吊装横梁8、吊装板9和墙上预埋的钢结构10。

如图3和图4所示，所述的中心柱工装底部支撑筒1具有一定壁厚，在筒壁上表面通过螺钉固定安装中心柱工装基础板12，在中心柱工装基础板12上安装垂向液压机构11，用于支撑tf磁体3和真空室4的组合体。

上述中心柱工装2安装在中心柱工装基础板12上，并且在中心柱工装2的上下两端外侧壁上安装一圈环向液压机构13，其用于环向定位tf磁体3和真空室4的组合体。

上述中心柱工装2的上表面加工有定位孔14，用于安装横担梁5，所述的横担梁5的一端固定在中心柱工装2顶部，横担梁5的数量为3～8个，呈放射状，均匀分布。横担梁5的另一端通过墙上预埋的钢结构10固定在墙体上。

横担梁5的上表面安装吊装板9，用于连接尼龙绳，尼龙绳与tf磁体3的外壳连接。

横担梁5的下表面固定安装吊装横梁8，作为tf磁体3和真空室4的组合体的外侧起吊点。

在安装过程中，首先安装中心柱工装底部支撑筒1，完成就位和固定以后安装中心柱工装2，然后再在墙上固定预埋钢结构10。等待真空室4和tf磁体3组件在预装厅完成组装以后，横担梁5的上端采用尼龙绳穿过吊装板9上的孔与吊车挂钩相连；下端采用尼龙绳同时穿过吊装横梁8下端的孔和tf磁体3外壳上的孔，最终将横担梁5和tf磁体3的集成体吊装到安装大厅。

将tf磁体3和真空室4组件吊装到安装大厅以后，其重力主要由中心柱工装2上的垂向液压机构11和磁体支撑7承受。径向位置主要由中心柱工装2上、下两圈环向液压机构13进行定位；环向位置主要由中心柱工装顶部定位孔14定位横担梁5的内侧，墙上预埋的钢结构10定位横担梁的内侧，从而达到大部件精确就位的目的。

采用同样的方法可以将第二个组件吊装到安装大厅，当临近的两个真空室4和tf磁体3组件就位以后，可以根据真空室4的实际尺寸微小调节间隙，以适合真空室组焊。等待真空室组焊完成以后，该安装工装可以分步式的被吊走。具体实施为：首先吊走中心柱工装2上端(保留中心柱工装基础板12)，然后将中心柱工装基础板12拆分成几个小的部件，分别将该小部件吊出，最后整体吊出中心柱工装底部支撑筒1。

本实用新型不限于上述实施例，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下做出各种变化。本实用新型中未作详细描述的内容均可以采用现有技术。

技术特征：

1.一种大型托卡马克线圈真空室组件的安装工装，包括中心柱工装底部支撑筒(1)、设于中心柱工装底部支撑筒(1)上方的与其同轴安装的中心柱工装(2)，以及设于中心柱工装(2)顶部的吊装机构，其特征在于：所述的中心柱工装底部支撑筒(1)的上表面固定设有中心柱工装基础板(12)，所述的中心柱工装(2)设于中心柱工装基础板(12)上，所述的中心柱工装(2)的上表面加工有定位孔(14)，用于固定吊装机构。

2.如权利要求1所述的一种大型托卡马克线圈真空室组件的安装工装，其特征在于：所述的吊装机构包括一端固定于中心柱工装(2)顶部的横担梁(5)，以及设于横担梁(5)上的吊装横梁(8)和吊装板(9)。

3.如权利要求2所述的一种大型托卡马克线圈真空室组件的安装工装，其特征在于：所述的中心柱工装(2)的上表面的定位孔(14)，用于固定横担梁(5)的一端，所述的横担梁(5)的数量为3～8个，呈放射状，均匀分布。

4.如权利要求3所述的一种大型托卡马克线圈真空室组件的安装工装，其特征在于：所述的横担梁(5)的另一端通过墙上预埋的钢结构(10)固定在墙体上。

5.如权利要求4所述的一种大型托卡马克线圈真空室组件的安装工装，其特征在于：所述的横担梁(5)的上的吊装板(9)，通过尼龙绳与tf磁体(3)的外壳连接。

6.如权利要求2所述的一种大型托卡马克线圈真空室组件的安装工装，其特征在于：所述的吊装横梁(8)固定连接在横担梁(5)的下表面。

7.如权利要求1所述的一种大型托卡马克线圈真空室组件的安装工装，其特征在于：所述的中心柱工装(2)的上下两端外侧壁上安装一圈环向液压机构(13)，其位于tf磁体(3)和真空室(4)组合体的环向内侧。

8.如权利要求1所述的一种大型托卡马克线圈真空室组件的安装工装，其特征在于：所述的中心柱工装基础板(12)上安装垂向液压机构(11)，其位于tf磁体(3)和真空室(4)组合体的下方。

9.如权利要求1所述的一种大型托卡马克线圈真空室组件的安装工装，其特征在于：所述的中心柱工装底部支撑筒(1)设于底部杜瓦(6)上方中心处。

技术总结
本实用新型属于聚变工程实验堆技术，具体公开一种大型托卡马克线圈真空室组件的安装工装，包括中心柱工装底部支撑筒、中心柱工装，以及吊装机构，中心柱工装底部支撑筒的上表面固定设有中心柱工装基础板，中心柱工装设于中心柱工装基础板上，中心柱工装的上表面加工有定位孔，用于固定吊装机构，采用一根横担梁吊装整个真空室和TF磁体，能够很好的平衡中心位置，有助于起吊设备的稳定；运用了中心柱工装和横担梁组合的形式将真空室和TF磁体组件进行定位和支撑，其中主要用垂向液压机构和磁体支撑结构共同支撑组件的重力，使用环向液压机构和横担梁调整组件的位置，达到安装要求。

技术研发人员：林涛;刘德权;乔涛;魏江华
受保护的技术使用者：核工业西南物理研究院
技术研发日：2019.12.05
技术公布日：2020.10.23