RU2065626C1

RU2065626C1 - Thermonuclear reactor primary wall

Info

Publication number: RU2065626C1
Application number: RU94010913A
Authority: RU
Inventors: О.И. Журавлев; А.М. Сидоров
Original assignee: Научно-исследовательский и конструкторский институт энерготехники
Priority date: 1994-03-29
Filing date: 1994-03-29
Publication date: 1996-08-20

Abstract

FIELD: nuclear engineering. SUBSTANCE: cooling panel of reactor primary wall is built up of two parallel plates installed in a spaced relation and interconnected through sealed joint over perimeter. Cooling panel plate contacting heat-conducting spacer is provided with longitudinal ducts and transverse holes for their communication with cavity formed by plates and their joining members. Surface of this plate facing the gap is coated with metal layer of capillary structure. Ducts communicate with coolant circulating system. The latter incorporates heating loop formed by steam generator and circulating pump arranged in tandem and cooling loop that has heat exchanger, condenser, and feedwater pump installed in tandem. Ducts communicate at inlet with circulating pump and feedwater pump and at outlet, with heat exchanger which also communicates with space in upper part of cavity through condenser. Heat-conducting spacer is made of low-melting alloy. Coolant pressure in cooling loop is reduced to 1.5-2 MPa. EFFECT: improved reliability of heat transfer under continuous variable heat loads, temperature stabilization over entire section irrespective of heat load which reduced strain stresses in operation; simplified and less expensive process; reduced time for shield replacement. 3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к ядерной технике, а более конкретно к конструкции первой стенки термоядерного реактора. The invention relates to nuclear technology, and more particularly to the design of the first wall of a fusion reactor.

Известна конструкция первой стенки термоядерного реактора ИТЕР [1] основными элементами которой являются защитные экраны из графитового композита УУКМ, охлаждающая панель, теплопроводящая прокладка между ними и узлы стыковки охлаждающей панели с магистральными трубопроводами. Охлаждающая панель, изготовленная из бронзы, выполнена с каналами для прохождения теплоносителя. В качестве теплопроводящей прокладки используют сплав меди, предназначенный для обеспечения теплового контакта и крепления защитных экранов к охлаждающей панели. The design of the first wall of the ITER thermonuclear reactor [1] is known, the main elements of which are protective shields from the UUKM graphite composite, a cooling panel, a heat-conducting gasket between them and the joints of the cooling panel with the main pipelines. The cooling panel made of bronze is made with channels for the passage of coolant. As a heat-conducting pad, a copper alloy is used to provide thermal contact and fasten the protective screens to the cooling panel.

Недостатки данной конструкции заключаются в следующем:
1) выполнение защитных экранов из графитового материала ведет к неравномерному охлаждению защитных экранов, в результате чего поверхности удаленные от охлаждающей панели перегреваются, что приводит к их повышенному эрозионному наносу;
2) эрозионный нанос защитного экрана во время работы реактора приводит к загрязнению плазменной камеры и срыву плазмы;
3) в связи с необходимостью предотвращать кипение теплоносителя в каналах охлаждающей панели повышают давление в контуре (≈ 10 МРа), что усложняет конструкцию первой стенки;
4) температура конструкции первой стенки различна, за счет разности температур входа и выхода теплоносителя, это приводит к значителным тепловым деформациям и как следствие к появлению дополнительных механических напряжений.The disadvantages of this design are as follows:
1) the implementation of protective screens made of graphite material leads to uneven cooling of the protective screens, as a result of which the surfaces remote from the cooling panel overheat, which leads to their increased erosion load;
2) the erosive deposit of the protective screen during reactor operation leads to contamination of the plasma chamber and plasma breakdown;
3) due to the need to prevent boiling of the coolant in the channels of the cooling panel, increase the pressure in the circuit (≈ 10 MPa), which complicates the design of the first wall;
4) the temperature of the construction of the first wall is different, due to the temperature difference between the inlet and outlet of the coolant, this leads to significant thermal deformations and, as a result, to the appearance of additional mechanical stresses.

5) пайка графитовых экранов к бронзовой охлаждающей стенке требует сложной подготовки поверхности графита к пайке нанесение промежуточных слоев, что усложняет и удораживает технологию пайки;
6) наличие паяного соединения между графитовым экраном и бронзовой охлаждающей стенкой вызывает тепловые напряжения в графитовом экране, сопутствующие разрушению экранов;
7) повышенные требования к точности изготовления панелей, при сборке панелей с трубопроводами и пайке ведет к увеличению трудозатрат.5) the soldering of graphite screens to the bronze cooling wall requires complex preparation of the graphite surface for soldering the application of intermediate layers, which complicates and makes the soldering technology more complicated;
6) the presence of a soldered connection between the graphite screen and the bronze cooling wall causes thermal stresses in the graphite screen, which accompany the destruction of the screens;
7) increased requirements for the accuracy of the manufacture of panels, when assembling panels with pipelines and soldering leads to an increase in labor costs.

Наиболее близким по своей технической сущности и достигаемому результату к предложенному является первая стенка [2] содержащая защитные экраны, охлаждающую панель, теплопроводящую прокладку между ними и систему циркуляции теплоносителя, соединенную с охлаждающей панелью. The closest in its technical essence and the achieved result to the proposed one is the first wall [2] containing protective shields, a cooling panel, a heat-conducting gasket between them and a coolant circulation system connected to the cooling panel.

Защитные экраны выполнены в виде монолитных пластин из графитового композита УУКМ. В охлаждающей панели, изготовленной из бронзового сплава, имеются каналы охлаждения. Для крепления защитных экранов и как теплопроводящую прокладку используют высокотемпературный припой из сплава меди. Protective shields are made in the form of monolithic plates made of graphite composite УУКМ. The cooling panel made of bronze alloy has cooling channels. For fastening protective shields and as a heat-conducting gasket, high-temperature solder made of copper alloy is used.

Недостатки прототипа заключаются в следующем:
1) изготовление защитных экранов из графитового композита, испытытвающих воздействие высокой температуры, особенно при защигании и гашении плазмы, когда тепловой поток возрастает в несколько раз (≈ 10) и температура защитного экрана достигает 1000^oС, что вызывает большую эрозию экранов, что ведет к "загрязнению" плазмы, и как следствие уменьшению времени горения плазмы;
2) температура конструкции первой стенки различна, за счет разности температур входа и выхода теплоносителя, это приводит к значительным тепловым деформациям и как следствие к появлению дополнительных механических напряжений;
3) в связи с необходимостью не допускать вскипание теплоносителя и обеспечения интенсивного теплоотвода от первой стенки, используют большие давления (≈ 10 Мра) в контуре охлаждения, что усложняет конструкцию;
4) требуется сложная система регулирования расхода теплоносителя для поддержания постоянной температуры конструкции первой стенки;
5) пайка графитового экрана с подложкой из бронзы приводит к появлению температурных напряжений в графитовом экране за счет разности температурных расширений материалов;
6) пайка графитовых экранов к бронзовой охлаждающей панели требует сложной подготовки поверхности графита к пайке нанесение промежуточных слоев, что усложняет и удорожает технологию;
7) защитные экраны соединены с охлаждающей панелью пайкой твердым припоем, это приводит к появлению дополнительных температурных напряжений между экраном и охлаждающей панелью при нагревании конструкции, что приводит куменьшению долговечности конструкции;
8) сложность монтажно/демонтажных работ по замене графитовых защитных экранов (дистанционная пайка в условиях вакуумного корпуса).The disadvantages of the prototype are as follows:
1) the manufacture of protective shields from a graphite composite that are exposed to high temperature, especially when igniting and extinguishing the plasma, when the heat flux increases several times (≈ 10) and the temperature of the protective shield reaches 1000 ^o С, which causes a large erosion of the shields, which leads to "pollution" of the plasma, and as a consequence of a decrease in the burning time of the plasma;
2) the temperature of the construction of the first wall is different, due to the difference in temperature of the inlet and outlet of the coolant, this leads to significant thermal deformations and, as a consequence, to the appearance of additional mechanical stresses;
3) due to the need to prevent boiling of the coolant and ensure intensive heat removal from the first wall, use large pressures (≈ 10 Mra) in the cooling circuit, which complicates the design;
4) requires a complex system for regulating the flow of coolant to maintain a constant temperature of the structure of the first wall;
5) soldering of a graphite screen with a bronze substrate leads to the appearance of temperature stresses in the graphite screen due to the difference in the temperature expansions of the materials;
6) the soldering of graphite screens to the bronze cooling panel requires complex preparation of the graphite surface for soldering the application of intermediate layers, which complicates and increases the cost of technology;
7) the protective screens are connected to the cooling panel by brazing, this leads to the appearance of additional temperature stresses between the screen and the cooling panel when the structure is heated, which reduces the durability of the structure;
8) the complexity of installation / dismantling work on replacing graphite protective shields (remote soldering in a vacuum casing).

Вышеперечисленные недостатки приводят к снижени надежности и сокращению срока эксплуатации. The above-mentioned disadvantages lead to a decrease in reliability and shortened life.

Техническим результатом данного изобретения является:
1. Надежный теплоотвод в режиме длительных переменных тепловых нагрузок (до 3-х раз от номинальной тепловой нагрузки).The technical result of this invention is:
1. Reliable heat dissipation in the mode of continuous variable heat loads (up to 3 times of the nominal heat load).

2. Стабильность температуры конструкции по всему сечению независимо от тепловой нагрузки, что снижает деформационные напряжения во время эксплуатации. 2. The temperature stability of the structure over the entire cross section, regardless of thermal load, which reduces deformation stresses during operation.

3. Снижение давления теплоносителя в контуре охлаждения до 2-1,5 МПа. 3. Reducing the pressure of the coolant in the cooling circuit to 2-1.5 MPa.

4. Упрощение и удешевление технологических процессов, сокращение времени монтажно-демонтажных работ по замене экранов. 4. Simplification and cost reduction of technological processes, reducing the time of installation and dismantling work to replace screens.

Указанный технический результат достигается за счет того, что в первой стенке термодяерного реактора, содержащем защитные экраны, охладающую панель, теплопрорводящую прокладку между ними и систему циркуляции теплоносителя, соединенную с охлаждающшей панелью, охлаждающая панель представляет собой две параллельные пластины, соединенные герметично по периметру между собой, в пластине охлаждающей панели, непосредственно контактирующей с теплопроводящей прокладкой, выполнены продольные каналы и поперечные отверстия, через которые каналы сообщены с полостью, образованной пластинами и соединяющими их элементами, при этом на поверхности пластины, обращенной в сторону полости, расположен металлический слой с капиллярной структурой, а каналы соединены с системой циркуляции, кроме того, система циркуляции теплоносителя включает в себя контур нагрева, образованный последовательно установленными парогенератором и циркуляционным насосом, и контур охлаждения, состоящий из последовательно расположенных теплообменника, конденсатора и питательного насосоа, при этом каналы на входе соединены с циркуляционным и питательным насосоами, а на выходе с теплообменником, который сообщен с верхней частью полости через конденсатор, кроме того, теплопроводящая прокладка выполнена из легкоплавкого сплава. The specified technical result is achieved due to the fact that in the first wall of the thermo-nuclear reactor containing protective shields, a cooling panel, a heat transfer pad between them and a coolant circulation system connected to the cooling panel, the cooling panel consists of two parallel plates connected tightly around the perimeter between them , in the plate of the cooling panel in direct contact with the heat-conducting gasket, longitudinal channels and transverse holes are made through which the channel They are in communication with the cavity formed by the plates and their connecting elements, while on the surface of the plate facing the cavity there is a metal layer with a capillary structure, and the channels are connected to the circulation system, in addition, the coolant circulation system includes a heating circuit formed sequentially installed steam generator and circulation pump, and a cooling circuit, consisting of sequentially located heat exchanger, condenser and feed pump, the channels on the inlet is connected to the circulation and feed pumps, and at the outlet to the heat exchanger, which is connected to the upper part of the cavity through the condenser, in addition, the heat-conducting gasket is made of fusible alloy.

Вышеуказанная совокупность известных и отличительных признаков позволяет создать конструкцию первой стенки термоядерного ядерного, обеспечивающую надежный режим работы в условиях длительных циклических нагрузок (увеличение тепловой нагрузки до 3-х раз). The above combination of known and distinguishing features allows you to create the design of the first wall of a nuclear fusion, providing a reliable mode of operation under long-term cyclic loads (increase in thermal load up to 3 times).

На фиг. 1 изображен участок первой стенки со стороны плазмы; на фиг.2 показано поперечное сечение А-А участка первой стенки фиг.1. In FIG. 1 shows a portion of the first wall on the plasma side; figure 2 shows a cross section aa of the plot of the first wall of figure 1.

Первая стенка термоядерного реактора содержит защитные экраны 1, выполненные из тугоплавкого металла, например, из бериллия и закрепленные посредством цапф 2 на охлаждающей панели 2. Между защитными экранами 1 и охлаждающей панелью 3 имеется теплопроводящая прокладка 4, изготовленная из легкоплавкого сплава, например, из алюминиевого сплава. Охлаждающая панель 3 представляет собой две параллельные пластины 5 и 6, установленные с зазором, которые герметично по периметру соединены между собой элементами 7, образующими полость 8. Пластина 5, непосредственно контактирующая с теплопроводящей прокладкой 4, выполнена с продольными каналами 9 для прохождения теплоносителя и поперечными отверстиями 10, через которые каналы 9 сообщены с полостью 8. на поверхности ластины 5, обращенной в сторону полости 8, расположен металлический слой скапиллярной структурой, например, в виде металлического фитиля 11. На входе и выходе каналы 9 через коллектора 12 соединены с системой циркуляции теплоносителя, которая включатет в себя контур нагрева, который образован последовательно установленными парогенератором 13 и циркуляционным насосом 14, и контур охлаждения, состоящий из последовательно расположенных теплообменника 15, конденсатора 16 и питательного насоса 17. Полость 8 служит для сбора пара или теплоносителя, проникающего из каналов 9 через отверстия 10, а в пластине 6 имеются отводные патрубки 18, 19 в верхней части для пара, и в нижней для конденсата, которые связаны с системой циркуляции теплоносителя. Каналы 9 на входе через коллектор 12 соединены с циркуляционным 14 и питательным насосом 17, а на выхорде с теплообменником 15, который сообщен с верхней частью полости 8 через конденсатор 18, так как на входе конденсатор 16 соединен с верхней частью полости 8. Нижняя часть полости 8 через патрубок 19 соединена с входом питательного насоса 17. Теплопроводящая прокладка 4, между защитным экраном 1 и охлаждающей панелью 3 служит для компенсации технологических зазоров, обеспечения надежного теплового контакта экранов 1 с охлаждающей пластиной 5 панели 3, для компенсации температурных расширений экрана 1 и, охлаждающей панели 3. The first wall of the fusion reactor contains protective shields 1 made of refractory metal, for example, beryllium and fastened by pins 2 to the cooling panel 2. Between the protective screens 1 and the cooling panel 3 there is a heat-conducting gasket 4 made of a low-melting alloy, for example, of aluminum alloy. The cooling panel 3 consists of two parallel plates 5 and 6, installed with a gap, which are hermetically sealed around the perimeter by elements 7 forming a cavity 8. The plate 5, which is in direct contact with the heat-conducting gasket 4, is made with longitudinal channels 9 for passing the coolant and transverse holes 10 through which the channels 9 are connected with the cavity 8. on the surface of the plate 5, facing the cavity 8, there is a metal layer with a capillary structure, for example, in the form of a metal wick 11. At the inlet and outlet, the channels 9 through the collector 12 are connected to a coolant circulation system, which includes a heating circuit, which is formed by sequentially installed steam generator 13 and a circulation pump 14, and a cooling circuit, consisting of sequentially located heat exchanger 15, condenser 16 and feed pump 17. The cavity 8 is used to collect steam or coolant penetrating from the channels 9 through the openings 10, and in the plate 6 there are branch pipes 18, 19 in the upper part for steam and in the lower part for condensate, which are associated with the coolant circulation system. The channels 9 at the inlet through the collector 12 are connected to the circulation pump 14 and the feed pump 17, and at the outlet to the heat exchanger 15, which is connected to the upper part of the cavity 8 through the capacitor 18, since the input of the capacitor 16 is connected to the upper part of the cavity 8. The lower part of the cavity 8 through a pipe 19 is connected to the input of the feed pump 17. The heat-conducting gasket 4, between the protective screen 1 and the cooling panel 3 serves to compensate for technological gaps, to ensure reliable thermal contact of the screens 1 with the cooling plate 5 of the panel 3, to compensate for the thermal expansion of the screen 1 and the cooling panel 3.

Предложенная конструкция первой стенки термоядерного реактора функционирует следующим образом. The proposed design of the first wall of a fusion reactor operates as follows.

Перед началом работы термоядерного реактора включают контур подогрева первой стенки. От парогенератора 13 циркуляционными насосами 14 пар подаетс яна распределительный коллектор 12, а затем в каналы 9. Пар проходя по каналам 9, нагревают первую стенку до температуры ≈ 350^oС. Из каналов 9 через сборный коллектор 12 охлажденный пар подается на парогенератор 13, где он подогревается до заданной температуры и возвращается в контур. Прогрев осуществляется в течсение 24 часов. При этом производится вакуумирование вакуумного корпуса и дегезации всех поверхностей конструкции реактора. После дегезации контур нагрева отключается. Перед зажиганием плазмы включается контур охлаждения. Теплоноситель под давление м(1,5 2,0 МПа, ≈ 150^oС) подадется в каналы и охлаждает конструкцию первой стенки до ≈ 150^oC.Before starting the operation of a fusion reactor, the first wall is heated. From the steam generator 13, circulating pumps 14 pairs feed the distribution manifold 12, and then into the channels 9. The steam passing through the channels 9 is heated to the first wall to a temperature of ≈ 350 ^o C. From the channels 9, the cooled steam is supplied to the steam generator 13 through the collecting header 12, where it is heated to the set temperature and returns to the circuit. Warming up is carried out within 24 hours. In this case, the vacuum vessel is evacuated and all surfaces of the reactor structure are degassed. After degassing, the heating circuit is switched off. Before ignition of the plasma, the cooling circuit is switched on. The coolant under pressure m (1.5 to 2.0 MPa, ≈ 150 ^o C) will flow into the channels and cools the construction of the first wall to ≈ 150 ^o C.

Затем в вакуумно пространстве термоядерного реактора на поверхности первой стенки зажигается плазма. За счет радиационного тепла светового излучения, оомбардировки поверхности защитных экранов 1 ионизированными частицами и поглощения нейтронов, температура экранов 1 резко возрастает и превышает температуру плавления материала теплопрводящей прокладки 4 в резултьате чего материал теплопроводящей прокладки расплавляется и заполняет технологический зазор между защитным экраном 1 и охлаждающей панелью 3, обеспечивая надежный тепловой контакт. Охлаждение панели 3 осуществляется теплоносителем от циркуляционной системы следующим образом. Охлажденный теплоноситель от теплообменника 15 и от конденсатора 16 питательным насосом 17 подается к коллектору 12, откуда теплоноситель поступает в каналы 9. Проходя по каналам 9 охлаждающей панели 3 теплоноситель нагревается. Теплоноситель циркулирует под давлением, которое не допускает кипения в номинальном режиме. Через отверстия 10 низ каналов 9 организована протечка теплоносителя в полость 8, при этом теплоноситель смачивает металлический фитиль 11. На поверхности фитиля 11 за счет пониженного давления в полости 8 теплоноситель испаряется, происходит дополнительное поглощение тепла и охлаждение пластины 5. Образующийся пар и излишки протечек теплоносителя собираются в полости 8 и удаляются из верхней части через патрубок 18 в конденсатор 16, а протечки теплоносителя через патрулбок 19 подается на вход питательного насоса 17. Нагретый теплоноситель из каналов 9 через сборный коллектор 12 подается в теплообменник 15, охлаждается и возвращается насосом 17 в контур. Then, in the vacuum space of the thermonuclear reactor, the plasma is ignited on the surface of the first wall. Due to the radiation heat of light radiation, the bombardment of the surface of the protective shields 1 by ionized particles and the absorption of neutrons, the temperature of the shields 1 increases sharply and exceeds the melting temperature of the material of the heat-conducting pad 4, as a result of which the material of the heat-conducting pad melts and fills the technological gap between the protective screen 1 and the cooling panel 3 providing reliable thermal contact. The cooling of the panel 3 is carried out by the coolant from the circulation system as follows. The cooled coolant from the heat exchanger 15 and from the condenser 16 is fed to the collector 12 by the feed pump 17, from where the coolant enters the channels 9. Passing through the channels 9 of the cooling panel 3, the coolant is heated. The coolant circulates under pressure, which does not allow boiling in the nominal mode. Through the openings 10, the bottom of the channels 9 organizes a coolant leak into the cavity 8, while the coolant moistens the metal wick 11. On the surface of the wick 11 due to the reduced pressure in the cavity 8, the coolant evaporates, additional heat is absorbed and the plate 5 cools. The resulting steam and excess coolant leaks collected in the cavity 8 and removed from the upper part through the pipe 18 to the condenser 16, and the coolant leakage through the patrol block 19 is fed to the input of the feed pump 17. The heated coolant from catch 9 via a collecting manifold 12 is supplied to the heat exchanger 15 is cooled and returned to the pump 17 into the circuit.

Температура кипения теплоносителя на поверхности фитиля 11 зависит от давления в полости 8, поэтому кипение теплоносителя происходит по всей поверхности фитиля 11 при одинаковой температуре. Температура фитиля 11 со стороны зазора одинакова, это позволяет выравнить температуру куонструкции первой стенки, снизить температурные напряжения и деформации. Дополнительное испарение теплоносителя позволяет снять избытки тепла без регулировки расхода теплоносителя, что особенно важно при переменной тепловой нагрузке. Первая стенка и лимитер работают в режиме переменных значений тепловой нагрузки. Циклический режим отрицательно влияет на работоспособность конструкции, для этого необходимо поддеривать стабильную температуру первой стенки. В предлагаемой конструкции возможно отклонение тепловой нагрузки от номинальной до 3-х раз, при этом расход теплоносителя и рабочее давление в системе циркуляции остается постоянным, за счет увеличения испарения теплоносителя с поверхости фитиля 11. The boiling point of the coolant on the surface of the wick 11 depends on the pressure in the cavity 8, therefore, boiling of the coolant occurs over the entire surface of the wick 11 at the same temperature. The temperature of the wick 11 from the side of the gap is the same, this allows you to equalize the temperature of the konstruktsii of the first wall, to reduce temperature stresses and deformations. Additional evaporation of the coolant allows you to remove excess heat without adjusting the flow rate of the coolant, which is especially important with variable heat load. The first wall and the limiter operate in the mode of variable values of the heat load. The cyclic mode negatively affects the operability of the structure, for this it is necessary to maintain a stable temperature of the first wall. In the proposed design, the deviation of the thermal load from the nominal to 3 times is possible, while the flow rate of the coolant and the working pressure in the circulation system remains constant, due to an increase in the evaporation of the coolant from the surface of the wick 11.

Изготовление защитного экрана из бериллия повышает механическую прочность и эрозионную стойкость защитных экранов улучшает режим горения плазмы. Хорошая теплопроводность защитного экрана 1 способствует тому, что температура экрана 1 в рабочем режиме не превышает 500^oС, так как предлагаемая конструкция обеспечивает процесс поглощения тепла не только за счет циркуляции теплоносителя, а также за счет его испарения, то это позволяет отводить тепловые потоки сбольшей плотностью (120 Вт/см²), работать первой стенке с малыми давлениями (1,5-2,0 МПа), что повышает ее надежность и срок эксплуатации.The manufacture of a beryllium protective shield increases the mechanical strength and erosion resistance of the protective shields improves the plasma combustion mode. Good thermal conductivity of the protective screen 1 contributes to the fact that the temperature of the screen 1 in the operating mode does not exceed 500 ^o C, since the proposed design provides the process of heat absorption not only due to the circulation of the coolant, but also due to its evaporation, this allows you to remove heat fluxes larger density (120 W / cm ² ), operate the first wall with low pressures (1.5-2.0 MPa), which increases its reliability and service life.

По окончании срока ресурса защитных экранов 1 (или по иным причинам), они могут быть легко заменены. ДЖля этого узлы крепления 2 отгибают, освобождая их от зацепления с охлаждающей панелью 3. Затем производят нагрев экранов 1 (≈ 270^oС) и после расплавления теплопроводящей прокладки 4 отсоединяют экраны 1 от охлаждающей панели 3. Механическое крепление защитных экранов позволило применить в качестве теплопроводящей прокладки низкотемпературный припой, что позволяет избежать тепловых напряжений, так как в данном случае теплопроводящая прокладка во время эксплуатации находится в жидком состоянии. Кроме того, такое крепление исключает необходимость использовать дорогостоящее дистанционно-управляемое оборудование для высокотемпературной пайки.At the end of the life of the protective screens 1 (or for other reasons), they can be easily replaced. For this, the attachment points 2 are unbent, freeing them from engagement with the cooling panel 3. Then, the screens 1 are heated (≈ 270 ^° С) and after the heat-conducting gasket 4 is melted, the screens 1 are disconnected from the cooling panel 3. The mechanical fastening of the protective screens made it possible to use them as heat-conducting gaskets low-temperature solder, which avoids thermal stresses, since in this case the heat-conducting gasket during operation is in a liquid state. In addition, this mount eliminates the need to use expensive remotely controlled equipment for high temperature soldering.

Предлагаемая конструкция первой стенки позволяет значительно упростить технологию монтажно-демонтажных работ по ремонту и замене защитных экранов, что очень важно при эксплуатации термоядерного реактора. The proposed design of the first wall makes it possible to significantly simplify the technology of installation and dismantling work on the repair and replacement of protective shields, which is very important when operating a fusion reactor.

Таким образом, предложенная конструкция обеспечивает эффективный теплоотвод и защиту сегмента бланкета от воздействия плазмы в режиме переменных значений тепловой нагрузки. Эксплуатация первой стенки осуществляется с малым давлением теплоносителя, что также повышает ее надежность и увеличивает срок работы. Thus, the proposed design provides effective heat dissipation and protection of the blanket segment from plasma exposure in the mode of variable values of the heat load. The operation of the first wall is carried out with a low pressure of the coolant, which also increases its reliability and extends the service life.

Claims

1. The first wall of the fusion reactor containing protective shields, a cooling panel, a heat-conducting gasket between them and a coolant circulation system connected to the cooling panel, characterized in that the cooling panel is made of two parallel plates installed with a gap, connected tightly around the perimeter, in this case, longitudinal channels and transverse openings are made in the plate of the cooling panel directly in contact with the heat-conducting gasket, through which the channels are in communication with the cavity formed by the plates and the elements connecting them, and on the surface of the plate facing the cavity there is a metal layer with a capillary structure, and the channels are connected to the coolant circulation system.

2. The wall according to claim 1, characterized in that the circulation system includes a heating circuit formed by sequentially installed steam generator and a circulation pump, and a cooling circuit consisting of sequentially arranged heat exchanger, condenser and feed pump, and the inlet channels are connected to the circulation and feed pumps, and at the outlet with a heat exchanger, which is in communication with the upper part of the cavity through a condenser.

3. The wall according to claim 1, characterized in that the heat-conducting gasket is made of fusible alloy.