真空系统烘烤运行涉及三部分的内容;真空抽气系统运行、真空室本体温度及热变形测量及其水系统阀门控制、水循环系统及电加热器的运行控制及测量。各部分有相对的独立性,但也有关联性。s*先烘烤水系统的升温、恒温、降温须由真空系统的测量结果来发出指令,真空室的变形监测结果对烘烤水系统运行过程中的调节提出要求。
第一次进行真空室烘烤,为了保证真空系统和烘烤水系统的运行安全,确定真空室的烘烤温度≤100℃。真空室从室温到100℃的范围内,温升速率≤2℃/h,真空室z*高升温为100℃,保温时间为72h。然后降温,降温速率≤2℃/h。温度降至40℃时烘烤终止,关断供水系统,然后使真空室温度自然降至室温。由于真空室内多极场线圈与真空室本体的热膨胀不同步,因此,升温时真空室和多极场线圈同时供水,但当多极场线圈温度升至85℃时,将其供水管路关闭,真空室外壁继续供水,利用热辐射和热传导达到平衡。
抽气系统将真空室约经6h时间内从大气抽至3.7x10-4Pa后,烘烤系统开始投入运行。随着水温度的逐渐升高,吸附在真空室内壁的水分和其它气体逐渐脱附,真空度缓慢变坏。z*高升至2.7×10-3Pa,真空度降低了近一个量级。随着真空室烘烤恒温阶段的持续和逐渐降温,以及低温泵的运行及辉光放电清洗,真空度开始逐渐变好。抽气机组工作330h后,能获得1.9×10-5Pa真空度。
在z*后的辉光放电清洗时,关断8套分子泵中的7套,送气开始进行辉光放电清洗。在真空烘烤运行期间,采用四极质谱计对H20、N2 、02等残余气体质谱峰进行常规监测。在监测过程中,根据N2、02谱峰有无异常变化来判断真空室某些部位是否出有漏气。特别是在真空室烘烤降温时,收缩变形有可能导致真空室的密封部位漏气。因此当真空室本体温度降至室温后还须进行仔细检漏,对检出的漏气部位进行集中处理。主要是采用将漏气部位的紧固螺栓进一步紧固的方法来实现,用四极质谱计与氦质谱检漏仪相结合的方法对真空室进行总体检。氦质谱检漏仪达到的z*小可检漏气率为9×10 -10Pa· m3/s。
在运行的末期进行近10h的H2及H2+He的直流辉光放电清洗。真空室内安装了三个原ASDEX的直流辉光电极,其阳极为Φ25×450的不锈钢杆,采用专门研制的直流辉光电源和送气系统。辉光放电清洗的典型工作参数为:起辉压力(5~7)×10-1pa,起辉电压1100V,工作电压为500V,电流为2.5A。在真空系统停止运行后,关断8套分子泵和2套低温泵抽气机组与真空室相连的闸阀,采用静态升压法,得到真空室的总漏气率为9.3×10-5pa·m3/s。