EAST首次真空调试方案.

1、EAST 首次真空调试方案（供讨论稿）EAST 真空组（2005 年 8第一稿， 11月第二稿， 06 年一月第三稿）总目标：实现 EAST 装置超导磁体系统降温所需要的真空条件，检验装置和抽气系统真 性能： 室温下外真空度达到 5X10 -2 Pa 量级 低温下外真空度达到 5X10 -4 Pa 量级目前EAST抽气系统状况1，粗抽机组-2实验室无负载调试真空度达 7 X 10- Pa，已完成在EAST现场安装和检漏，接 通水、33 电、动力气。机械泵的总有效抽速 0.08 m3/s, 罗茨泵的总有效抽速 0.7 m3/s。2，外抽分子泵机组实验室调试真空度达 2.7 X 10-4 Pa（无

2、冷泵），1.2 X 10-5 Pa（加冷泵）。已完成在EAST 现场安装和检漏，接通水、电、动力气。罗茨泵机组与分子泵机组之间的连接管道已组 装和通过检漏。 4台分子泵的总有效抽速 3.4m3/s, 1 台冷泵的总有效抽速 2m3/s ）。3，内抽分子泵机组-4-6实验室调试4台分子泵室温抽气达到 1.4 X 10 Pa （无冷泵），7.9 X 10 Pa（加冷泵）， 1500C烘烤2.6 X 10-6Pa （加冷泵），已完成在EAST现场安装，罗茨泵机组与分子泵机组 之间的连接管道未组装。 4台分子泵的总有效抽速 7m3/s, 2 台冷泵的总有效抽速 4m3/s ）。4， 8对电流引线罐、低

3、温阀箱、传输线真空机组安装、待运行。排气管已接通5，控制系统 主控柜已就位，完成架线槽安装、粗抽和内外抽气机组接线。已可手动操作，自动控 制用的 PLC 等待时间调试。一，调试准备1，外真空室封装前低温管道充气检查2，外真空室封装前清洁卫生检查 3，外真空室封装过程中法兰蜜封质量把关4，安全阀检查 5，电流引线、低温阀箱、传输线真空机组安装、调试、检漏 6，外抽机组检查（支撑、控制、水、电、动力气、检漏用氦气、氮气和液氮按要求到位） 7，真空测量8，人员培训二，充气检漏、粗抽检漏（取消）三，分子泵机组启动 ,检漏四，冷泵启动五，装置降温时真空运行六，装置回温时真空运行七，充气 一，调试准备1，

4、外真空室封装前低温冷却管道充气检查 （低温中心实施，王小明）目的：观察各低温冷却管道（内外冷屏、 TF线圈及线圈盒、P F线圈上的冷却管等） 真空性能，发现是否有漏焊缝或特大漏点。实施方法： 本实验与低温冷却管净化吹除合并进行，给各低温冷却管道分别加 He 压至 规定数值（由相应的责任工程师给出设计值，便于低温中心打压）。压力表精 度优于 0.1 级，观察时间不低于 24 小时。注意控制最高压力不要超出设计值。2，外真空室封装前清洁卫生检查 （总装实施，罗南昌、王小明、李生发、辜学茂） 封装外真空室前要仔细清除装置内不必要的金属、非金属、塑料膜、木块、绳索等 杂物。用吸尘器吸尘和用酒精清洗明显

5、污渍、记号文字。3，外真空室封装过程中法兰密封质量把关（总装实施，李生发）所有法兰带槽或平面橡胶密封面应达到设计粗糙度（1.6-3.2 ）。无疵点和划痕，槽内无污物、灰尘。选用表面平整粗细均匀橡胶 O 圈，尺寸要匹配，橡胶绳粗细选择要 预留 40%的压缩量。如果是由橡胶绳粘接成O 圈，接头应切成坡口，封装时坡缝与法兰平面成 45 度以便紧固两法兰时坡缝越压越紧。两剖面平整、光滑、清洁，粘接后接 头平整、光滑。紧固两法兰时均匀用力，对称紧固。密封后记录压缩量和给橡胶圈接 头作出明显记号。4，安全阀检查 （负责人应为责任工程师） 5，电流引线、低温阀箱、传输线真空机组安装、调试、检漏杨愚（泵阀安装

6、）、王铃（供电和控制）、李生发（供水、气）、李高云（排气管）在相关部门配合下进行 6，外抽机组检查（支撑、控制、水、电、动力气、检漏用氦气、氮气和液氮按要求到位） 7，真空测量 王铃（采集和控制、提供连锁保护信号）、王小明（全部粗、低、高规管合 理布局和安装）、胡建生（原位和差分质谱）8，内外抽机组安装和检查 （罗南昌、胡庆生、杨道文 ,辜学茂） 一旦内外真空室吊装到位，先安装外抽分子泵机组支撑平台和东西两侧辅助平台，调 整高度和位置。再将外抽分子泵机组从 2-3 大厅运到 EAST 现场，与外真空室对接。 安装测量系统、差分质谱仪、检漏仪。内真空室安装同上。冷阱等粗抽系统与分子泵 机组之间的

7、连接管和旁通管道。其间有一定的现场比划和加工及现场检漏。连接控制 线、水、电、动力气，调整支撑。水、电、动力气、检漏用氦气、氮气和液氮按要求 到位。8， 人员培训 （边运行边培训）由于 EAST 真空系统非常复杂，在 EAST 首次真空运行初期要对参加运行值班员进 行全员培训（边运行边培训）。首先要使全体人员了解 EAST 真空机组（包括阀门、水、 电、动力气）及控制系统、测量系统、检漏和质谱分析系统的构造和分布。熟悉和掌握 氦质谱检漏仪、四极质谱仪、 PKR 程控数字真空计、大型机械泵、罗茨泵、分子泵、低 温 泵的操作规程。值班员人人都能独立操作，值班长能判断和处理突发性事故。1、重要设备操

8、作规程及紧急处理措施2、电控柜手动操作规程3、控制系统介绍及其操作规程4、内、外真空室紧急处理措施 二， 充气检漏、粗抽检漏（真空组全体成员）1，充气检漏 （目的查排大漏）是否需要值得讨论根据 HT-7 首次调试经验， 当外真空室封装完成后， 关闭所有与真空室相连的阀门。 可 对 EAST 装置内部充氮气到达 0.105MPa 。仔细一 一观察所有密封法兰是否有漏气声 音，如有紧固法兰排除特大漏。再用肥皂水查排大漏。此后给装置放气到0.1MPa ，关闭充气阀转入下一步运行。2，粗抽检漏A 准备 ：检查水、电、动力气供给是否正常，排气管是否连接可靠。所有真空阀门 处于关闭状态。给两液氮冷阱加满液

9、氮，给待运行的 2X-70 机械泵（ 1#-6# ）通 冷却水，给 2X-70 机械泵旁通蝶阀供动力气。B,启动1#、4#机械泵：开启1#, 4#两只机械泵旁通蝶阀，开启主抽管下部分子泵机 组旁边 F-150 高真空旁通阀，开启分子泵机组每台分子泵出气口手动蝶阀。用控 制柜手动操作模式启动1#、 4#机械泵。并立即缓慢部分打开冷阱顶部手动F-150高真空阀。冷阱顶部手动 F-150 高真空阀的开启程度以使机械泵顶部的真空压力 表始终保持在低于 20000Pa 为准。若该表气压过高泵出气口会喷油，过低抽气效 率太低。同时启动电流引线、低温阀箱、传输线真空机组中的机械泵及真空测量,此时与主真空室连

10、通的旁通电磁阀应事先打开。使这三部分抽气与主真空抽气完 全同步。C ， 观察： 开始抽 EAST 外真空后要有专人在装置周围和上下观察和听声，判断有无 异常现象发生。如有异常应停止抽气。如无转入下一步运行。D， 启动其余机械泵： 1#、 4#机械泵运行稳定后，参照上述 B 程序分别开启相应的旁 通蝶阀，启动 2#、 5#， 3#、 6#机械泵， 6 台机械泵同时抽气，继续调节冷阱顶部 手动F-150高真空阀开启程度，压力表始终保持低于20000Pa。运行过程中随时观察和补充冷阱液氮。做好电子版和手写记录。如果装置没有大漏，以上机械泵抽气过程需 1-2 天能使装置抽到低于 1000 Pa。E，启

11、动罗茨泵：到压力表显示低于 1000 Pa时（PKR-251显示），给待运行的ZJ-600 罗茨泵（ 1#-6#）通冷却水，给罗茨泵进出气口蝶阀供动力气。关闭1#机械泵旁通蝶阀，开启 1#机组罗茨泵进出气口蝶阀（在机械泵与罗茨泵之间，罗茨泵与 ?250 汇集管之间），启动1#罗茨泵。以此类推，启动2-6#罗茨泵。F，粗检漏：如果装置没有大漏，罗茨泵抽气过程需 2-3天能使装置抽到 10-1 Pa量级。 装置抽到10-1 Pa量级后，关闭冷阱顶部手动F-150高真空阀，打开冷阱旁通阀，此时罗茨泵机组不经过冷阱而经过旁通抽气。开启置于机械泵与罗茨泵间检漏仪节流阀（检漏仪已启动正常并校准过）， 开启

12、置于主抽管上的差分质谱仪节流阀（差分质谱仪已启动正常并校准过），两 台仪器一起监测检漏。用氦气喷吹外真空室密封法兰、焊缝，排除大漏。三，分子泵机组启动 ,检漏当6台前级罗茨泵机组将 EAST外真空室抽到好的 10-1 Pa量级真空度时，给待 运行的4台F-1500分子泵通冷却水。依次启动F-1500分子泵。当F-1500分子泵加速完成转为正常运行时，关闭主抽管下部分子泵机组旁边F-150高真空旁通阀，依次开启各分子泵顶部 ? 250 超高真空阀门。记录阀门开启前后真空度的变化。如果装置没有大漏，分子泵机组抽气过程需3-5天能使装置抽到10-2Pa量级。用检漏仪和差分质谱仪继续对外真空室所有焊缝

13、和密封法兰仔细检漏。同时依次为各低温冷却 管路通氦，记录当时的室温，真空度，检漏仪输出数值。同时启动电流引线、低温 阀箱、传输线真空机组中的 分子泵。四，低温泵启动当4台分子泵机组将 EAST外真空室抽到好的 10-2 Pa量级真空度时，给待运行 的SHI-APD低温泵通冷却水。低温泵已经再生用小机组预抽到10-2 Pa量级。启动低温泵。当低温泵温度降温到位（12K ）后，开启低温泵顶部？400超高真空阀门。记录阀门开启前后真空度的变化。注意实时再生。五，装置降温时真空运行当 EAST 外真空室抽到好的 10-2 Pa 量级真空度时，可以为装置通冷气降温。刚 开始降温时，实时准确记录冷质部件温度，真空度，检漏仪输出数值。如果总漏率 低于5X io-7pa m3/s，且真空度越来越好，可以继续降温。整个降温过程中真空值 班人员密切注意漏率的变化，维护真空机组正常运行。降温过程中真空室应该一直 保持在5X 10-4Pa 。六，装置回温时真空运行降温到位，弱通电结束后，需