RU2056650C1 - Thermonuclear reactor - Google Patents
Thermonuclear reactor Download PDFInfo
- Publication number
- RU2056650C1 RU2056650C1 RU93040425/25A RU93040425A RU2056650C1 RU 2056650 C1 RU2056650 C1 RU 2056650C1 RU 93040425/25 A RU93040425/25 A RU 93040425/25A RU 93040425 A RU93040425 A RU 93040425A RU 2056650 C1 RU2056650 C1 RU 2056650C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- blanket
- segments
- reactor
- height
- elements
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/10—Nuclear fusion reactors
Landscapes
- Plasma Technology (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к ядерной технике. The invention relates to nuclear technology.
Известен термоядерный реактор [1] содержащий вакуумный корпус, сегменты бланкета и клиновой механизм крепления сегментов на вакуумном корпусе. Для установки клинового механизма в вакуумном корпусе имеются ниши, к которым подведены трубопроводы рабочих сред, а в сегментах выполнены отверстия. Крепление сегментов к вакуумному корпусу осуществляют на трех уровнях. Known thermonuclear reactor [1] containing a vacuum casing, blanket segments and a wedge mechanism for securing segments on a vacuum casing. To install the wedge mechanism in the vacuum housing there are niches to which the pipelines of the working media are connected, and holes are made in the segments. The segments are attached to the vacuum casing at three levels.
Недостатки такой конструкции заключаются в следующем. Силовые воздействия сегментов, включая усилия при срывах плазмы, полностью передаются на вакуумный корпус. Наличие ниш с подведенными к ним коммуникациями являются дополнительными концентраторами механических напряжений в вакуумном корпусе, а также усложняют его конструкцию. The disadvantages of this design are as follows. The force effects of the segments, including the forces during plasma breakdowns, are completely transmitted to the vacuum casing. The presence of niches with communications brought to them are additional concentrators of mechanical stresses in the vacuum housing, and also complicate its design.
Сложно совмещение деталей узлов крепления на вакуумном корпусе и отверстий на сегментах. It is difficult to combine the details of the attachment points on the vacuum casing and the holes on the segments.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предложенному является термоядерный реактор [2] содержащий вакуумный корпус, сегменты бланкета со средствами крепления, опорную конструкцию. Сегменты бланкета закреплены с помощью торцового крюка, который опирается на выступ вакуумного корпуса, при этом торцовый крюк сегмента снабжен электронагревателем, а в выступе вакуумного корпуса имеется полость, заполненная легкоплавким металлом. Между собой сегменты бланкета соединены при помощи стяжных шпилек и конусной втулки, размещенных в сквозных отверстиях сегментов. При демонтаже сборки бланкета элементы стяжки разрезаются. The closest in technical essence and the achieved result to the proposed one is a thermonuclear reactor [2] containing a vacuum casing, blanket segments with fasteners, support structure. The blanket segments are secured with an end hook that rests on the protrusion of the vacuum housing, while the end hook of the segment is equipped with an electric heater, and the protrusion of the vacuum housing has a cavity filled with fusible metal. The blanket segments are interconnected by means of tie rods and a conical sleeve located in the through holes of the segments. When dismantling the blank assembly, the screed elements are cut.
Недостатки прототипа заключаются в следующем. Жесткое крепление сегментов бланкета непосредственно на стенке вакуумного корпуса полностью передает силовые воздействия сегментов, включая усилия при срывах плазмы, причем направление этих усилий не имеет какой-либо закономерности, что требует от конструкции корпуса большого запаса прочности и усложняет обеспечение вакуумным корпусом его основной функции поддержание вакуума в термоядерном реакторе. Сквозные отверстия в сегментах бланкета снижают прочность и герметичность самого сегмента, а значит, и надежность реактора. За счет возникающей разности тепловых расширений сегментов (при больших линейных размерах) может произойти смещение отверстий и срез скрепляющих шпилек, что также снижает надежность реактора. Изготовление сквозных отверстий в сегментах бланкета, совмещение узлов крепления сегментов друг с другом, закрепление сегментов на вакуумном корпусе связаны с выполнением трудоемких дорогостоящих операций. The disadvantages of the prototype are as follows. Rigid fastening of blanket segments directly on the wall of the vacuum casing completely transfers the force effects of the segments, including efforts at plasma breakdowns, and the direction of these forces does not have any regularity, which requires a large margin of safety from the casing design and complicates the maintenance of the vacuum by the main body of the vacuum in a fusion reactor. Through holes in blanket segments reduce the strength and tightness of the segment itself, and hence the reliability of the reactor. Due to the resulting difference in the thermal expansion of the segments (with large linear dimensions), displacement of the holes and cutting of the fastening pins can occur, which also reduces the reliability of the reactor. The manufacture of through holes in the blanket segments, the combination of the attachment points of the segments with each other, the fastening of the segments on the vacuum casing are associated with the implementation of time-consuming expensive operations.
Технический результат, на достижение которого направлено изобретение, заключается в повышении надежности и срока эксплуатации теpмоядерного реактора, а также упрощение монтажно-демонтажных pабот с сегментами бланкета и снижение трудозатрат, связанных с изготовлением бланкета и средств крепления. The technical result to which the invention is directed is to increase the reliability and life of the thermonuclear reactor, as well as simplify installation and dismantling operations with blanket segments and reduce labor costs associated with the manufacture of blanket and fastening means.
Указанный технический pезультат достигается за счет того, что в термоядерном реакторе, содержащем вакуумный корпус, в котором размещены сегменты бланкета со средствами крепления и опорная конструкция, опорная конструкция собрана из вертикально установленных элементов П-образной формы, на внутренних боковых стенках которых выполнены вертикальные канавки, расположенные друг за другом по высоте элементов, и по крайней мере один горизонтальный паз, начинающийся с торца опорного элемента, при этом средства крепления сегментов бланкета выполнены в виде по крайней мере одного выступа и стопоров, расположенных на боковых стенках сегментов, стопоры снабжены приводами, расположенными внутри бланкета, высота и ширина выступа на сегменте соответствуют высоте и глубине горизонтального паза на опорном элементе, а глубина вертикальных канавок соответствует рабочему ходу стопора сегмента, кроме того, элементы опорной констpукции установлены с возможностью перемещения в радиальном направлении относительно корпуса, опорные элементы на коpпусе могут быть закреплены разъемно. The indicated technical result is achieved due to the fact that in a thermonuclear reactor containing a vacuum casing in which the blanket segments with fastening means and a supporting structure are placed, the supporting structure is assembled from vertically mounted U-shaped elements, on the inner side walls of which vertical grooves are made, located one after another in the height of the elements, and at least one horizontal groove starting from the end of the supporting element, while the means of fastening the blanket segments filled in the form of at least one protrusion and stoppers located on the side walls of the segments, the stoppers are equipped with actuators located inside the blank, the height and width of the protrusion on the segment correspond to the height and depth of the horizontal groove on the support element, and the depth of the vertical grooves corresponds to the working stroke of the segment stopper in addition, the elements of the supporting structure are mounted with the possibility of movement in the radial direction relative to the housing, the supporting elements on the housing can be detachably fixed.
На фиг.1 изображен термоядерный реактор, в pазрезе; на фиг. 2 тот же реактор, поперечное сечение; на фиг. 3 сегмент бланкета; на фиг. 4 опорный элемент; на фиг. 5 показано крепление опорного элемента на вакуумном коpпусе; на фиг. 6 размещение стопора с приводом в сегменте бланкета; на фиг. 7 и 8 фиксирование опорного элемента в горизонтальной плоскости; на фиг. 9 направление суммарных электромагнитных сил на сегменте при срыве плазмы; на фиг. 10 пpедставлена схема компенсаций веpтикальных составляющих в элементах опорной конструкции. Figure 1 shows a fusion reactor, in section; in FIG. 2 same reactor, cross section; in FIG. 3 segment blanket; in FIG. 4 supporting element; in FIG. 5 shows the fastening of the support element on a vacuum housing; in FIG. 6 placement of the stopper with the drive in the blanket segment; in FIG. 7 and 8 fixing the support element in a horizontal plane; in FIG. 9 direction of the total electromagnetic forces in the segment during plasma breakdown; in FIG. 10, a compensation scheme of vertical components in the elements of the supporting structure is presented.
Термоядерный реактор содержит вакуумный корпус 1, сегменты 2 бланкета, установленные в опорной конструкции 3. Опоpная конструкция 3 собрана из элементов 4 П-образной формы. Каждый элемент 4 снабжен гибкой подвеской 5, состоящей, например, из пакета тонких стальных пластин. С помощью подвески 5 и pазъемного соединения 6, например болтового или винтового, элемент 4 закреплен на вакуумном корпусе 1, гибкая подвеска 5 обеспечивает элементу 4 подвижность в радиальном направлении относительно вакуумного корпуса. Между собой элементы 4 скреплены болтами 7. При помощи подгонки забойных деталей 7 обеспечивается необходимая точность установки элементов 4 в сборке опорной конструкции 3 относительно контрольных точек. Под опорной конструкцией 3 в вакуумном корпусе 1 установлен кольцевой диск 8, на котором по окружности имеются направляющие штыpи 9. Со стороны кольцевого диска 8 П-образный элемент 4 перекрыт полкой 10, а в ней выполнена прорезь 11 в радиальном направлении, при этом направляющие штыри 9 входят в проpезь 11 полки 10. На внутренних боковых стенках элементов 4 имеются вертикальные канавки 12, расположенные друг за другом по высоте элементов 4, и горизонтальный паз 13, начинающийся с торца опорного элемента 4. Средства крепления сегментов 2 выполнены в виде выступа 14 и стопоров 15, установленных на боковых стенках сегментов 2 бланкета, при этом стопоры 15 снабжены приводами 16, расположенными внутри бланкета. Высота и ширина выступов 14 соответствуют высоте и глубине горизонтального паза 13 на элементе 4, а глубина вертикальных канавок 12 рабочему ходу стопоров 15. Сегменты 2 бланкета установлены в опорных элементах 4 с технологическими зазорами, при этом выступы 14 бланкета помещены в горизонтальные пазы 13 опорных элементов 4, а стопора 15 вставлены в вертикальные канавки 12, в результате чего сегменты 2 бланкета закреплены в горизонтальном и вертикальном направлениях. The fusion reactor contains a
Предложенный реактор функционирует следующим образом. The proposed reactor operates as follows.
В дивеpторном пространстве термоядерного реактоpа зажигают плазму. Под действием теплового и нейтронного излучения плазмы бланкет разогревается. Возникающие тепловые pасширения сегментов 2 в гоpизонтальных напpавлениях компенсиpуются за счет технологических и тепловых зазоров между сегментами 2 и стенками элементов 4, а в вертикальном направлении тепловые расширения компенсируются за счет свободного расширения сегментов вверх и вниз. При срыве плазмы образуется мощный электромагнитный импульс, который воздействует на сегменты 2, и они оказываются под воздействием сил, величина которых колеблется от 12 до 24 МН, причем в близлежащих гранях соседних сегментов эти силы имеют противоположные направления. Благодаря тому, что горизонтальные выступы 14 сегментов опираются на внутренние боковые стенки элементов 4 в их пазах 13, а стопоры 15 сегментов взаимодействуют с вертикальными канавками 12 элементов 4, сегменты 2 бланкета и элементы 4 жестко соединены друг с другом и усилия, возникающие в боковых гранях сегментов, передаются на внутренние боковые стенки элементов 4, направление которых противоположно силам в прилегающих к ним гранях сегментов 2. В результате боковые стенки соседних элементов 4 оказываются под воздействием усилий, имеющих противоположные направления и, так как элементы 4 между собой жестко связаны, происходит взаимокомпенсация этих сил. Следовательно, нагрузки, возникающие в сегментах 2 бланкета при срыве плазмы, компенсируются опорной конструкцией 3. Гибкая подвеска 5, обеспечивающая подвижность элементов 4 в радиальном направлении относительно вакуумного корпуса 1, компенсирует тепловые расширения в опорной конструкции 3, а кроме того, упрощает монтаж элементов опорной конструкции 3 и позволяет обеспечить высокую точность сборки опорной конструкции относительно контрольных точек реактора, так как такая конструкция позволяет компенсировать технологические неточности изготовления элементов реактора. Поскольку элементы 4 подвешиваются на вакуумном корпусе 1 разъемно, а затем соединяются в единую опорную конструкцию, происходит компенсация тепловых расширений опорной конструкции 3 и вакуумного корпуса 1. Размещение приводов 16 внутри сегментов 2 бланкета позволяет защитить их от разрушительного воздействия плазмы, что обеспечивает надежный режим работы и в то же время не затрудняет замену вышедшего из строя сегмента. Plasma is ignited in the divertor space of a thermonuclear reactor. Under the influence of thermal and neutron radiation of the plasma, the blanket is heated. The resulting thermal expansions of
Данная конструкция позволяет производить ремонт элементов опорной конструкции, заменяя ее на новую, отсоединив ее от вакуумного корпуса и от соседних опорных элементов. This design allows you to repair the elements of the supporting structure, replacing it with a new one, disconnecting it from the vacuum housing and from adjacent supporting elements.
Таким образом, изобретение позволяет повысить надежность термоядерного реактора в работе путем исключения усилий от срыва плазмы на вакуумный корпус, увеличить срок эксплуатации за счет заменяемости вышедших из строя сегментов, а также упростить монтажно-демонтажные работы при монтаже сегментов и снизить трудозатраты, связанные с изготовлением сегментов бланкета и средств крепления. Thus, the invention allows to increase the reliability of a fusion reactor in operation by eliminating the efforts of plasma breakdown on the vacuum casing, to increase the operating life due to the replaceability of failed segments, as well as to simplify installation and dismantling work during the installation of segments and reduce labor costs associated with the manufacture of segments blanket and fasteners.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93040425/25A RU2056650C1 (en) | 1993-08-10 | 1993-08-10 | Thermonuclear reactor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93040425/25A RU2056650C1 (en) | 1993-08-10 | 1993-08-10 | Thermonuclear reactor |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU93040425A RU93040425A (en) | 1995-12-20 |
RU2056650C1 true RU2056650C1 (en) | 1996-03-20 |
Family
ID=20146359
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU93040425/25A RU2056650C1 (en) | 1993-08-10 | 1993-08-10 | Thermonuclear reactor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2056650C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2634307C1 (en) * | 2016-05-27 | 2017-10-25 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Device for researching thermohydraulic characteristics of liquid-metallic blanket of tyar |
-
1993
- 1993-08-10 RU RU93040425/25A patent/RU2056650C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1. Отчет: Наружный боковой сегмент бланкета термоядерного реактора ИТЭР с эвтектикой Li17pв83 в качестве тритийвоспроизводящего материала. 31 063630Т, 5-00.02-11-03.86-1951К 310-238, НИКИЭТ, 1991, с.4.32, рис.4.14. 2. Sadakov S. et al. ITER containment structures. iter documentation series, N 28, vienna, 1990, p.53, 54, fig. v1 2.4-1, v1 2,5-1. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2634307C1 (en) * | 2016-05-27 | 2017-10-25 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Device for researching thermohydraulic characteristics of liquid-metallic blanket of tyar |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA1108313A (en) | Irradiation surveillance specimen assembly | |
US5436945A (en) | Shadow shielding | |
JPH07260990A (en) | Method for repairing boiling water nuclear reactor shroud | |
GB1590996A (en) | Prestressed pressure vessels | |
US4115194A (en) | Reactor pressure vessel support | |
US5600690A (en) | Method and apparatus for repairing boiling water reactor shrouds utilizing tie-rods and braces | |
US5600689A (en) | Method and apparatus for repairing boiling water reactor shrouds utilizing tie-rods with multiple longitudinal members | |
RU2056650C1 (en) | Thermonuclear reactor | |
EP0369306B1 (en) | Permanent cavity seal ring for a nuclear reactor containment arrangement | |
JP4698850B2 (en) | Shroud repair device and reactor pressure vessel | |
US6160864A (en) | Seismic isolators | |
RU2086008C1 (en) | Fusion-type reactor | |
JP2014506326A (en) | Safety devices for control rods in nuclear installations. | |
FI101418B (en) | Framework of bed vessels | |
US5729581A (en) | Core shroud, in particular for cladding a reactor core in a boiling-water nuclear reactor and a method for repairing a core shroud | |
US3775250A (en) | Device for suspending and supporting a reactor pressure vessel in a nuclear power plant | |
EP0214538B1 (en) | Power plant with a fluidized bed combustion chamber | |
US3568384A (en) | Prestressed concrete pressure vessel | |
US4279701A (en) | Shield wall for surrounding reactor containment vessel for nuclear reactor and method for constructing the same | |
EP0266592B1 (en) | Simplified, flexible top end support for cantilever-mounted rod guides of a pressurized water reactor | |
JPH0210194A (en) | Upper interior equipment for water cooled deceleration reactor | |
CN106782690A (en) | A kind of nuclear power plant's CRDM antidetonation supporting system | |
US4543232A (en) | Gas cooled high temperature reactor | |
RU2079903C1 (en) | Device for securing blanket segments on the vessel of a thermonuclear reactor | |
US4517927A (en) | Steam generator for liquid metal fast breeder reactor |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20050811 |