RU2086008C1 - Fusion-type reactor - Google Patents
Fusion-type reactor Download PDFInfo
- Publication number
- RU2086008C1 RU2086008C1 RU95110325/25A RU95110325A RU2086008C1 RU 2086008 C1 RU2086008 C1 RU 2086008C1 RU 95110325/25 A RU95110325/25 A RU 95110325/25A RU 95110325 A RU95110325 A RU 95110325A RU 2086008 C1 RU2086008 C1 RU 2086008C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- segments
- supporting structure
- width
- blanket
- shaft
- 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 и может быть использовано в термоядерных реакторах. The invention relates to nuclear engineering and can be used in thermonuclear reactors.
Известен термоядерный реактор (Технический проект "Наружный боковой сегмент термоядерного реактора ИТЭР с эвтектикой Li17Pb83 в качестве тритийвоспроизводящего материала" инв. N 310-238-3676, 91 г. с.4, 32), 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 (Technical project "The outer side segment of the ITER thermonuclear reactor with a eutectic Li17Pb83 as a tritium-reproducing material" inv. N 310-238-3676, 91, pp. 4, 32), containing a vacuum casing, blanket segments and a wedge mounting mechanism segments on the 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;
сложность совмещения деталей узлов крепления на вакуумном корпусе и отверстий на сегментах.The disadvantages of this design are as follows:
the force effects of the segments, including efforts during plasma breakdowns, are completely transmitted to the vacuum housing;
the presence of niches with communications brought to them are additional concentrators of mechanical stresses in the vacuum housing, and also complicate its design;
the difficulty of combining the parts of the attachment points on the vacuum housing and the holes on the segments.
Наиболее близким по своей технической сущности к предложенному является термоядерный реактор, содержащий вакуумный корпус, в котором размещены сегменты бланкета со средствами крепления и опорной конструкцией ("JTER Containment Straitnres" JTER Dokumentation Series, N 28, 16.11.90, Fiq Y1.2.4.-1, Fiq Y1.2.5.-1, p.53-54). The closest in technical essence to the proposed one is a thermonuclear reactor containing a vacuum housing, which contains blanket segments with fasteners and support structure ("JTER Containment Straitnres" JTER Dokumentation Series, N 28, 16.11.90, Fiq Y1.2.4.- 1, Fiq Y1.2.5.-1, p. 53-54).
В указанном техническом решении сегменты бланкета закреплены с помощью торцевого крюка, который опирается на выступ вакуумного корпуса, при этом торцевой 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. In the indicated technical solution, blanket segments are fixed 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 in the protrusion of the vacuum housing there is 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 ухудшает 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:
the rigid fastening of blanket segments directly on the wall of the vacuum casing fully transfers the forces of the segments, including the forces during 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 thermal expansion of the segments (with large linear dimensions), the holes can be displaced and the fastening pins cut, which also affects 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 laborious and expensive operations.
Технический результата, на достижение которого направлено изобретение, заключается в повышении надежности и срока эксплуатации термоядерного реактора, а также в упрощении монтажно-демонтажных работ с сегментами бланкета и снижении трудозатрат, связанных с монтажом бланкета. The technical result to which the invention is directed is to increase the reliability and life of a fusion reactor, as well as to simplify installation and dismantling operations with blanket segments and reduce labor costs associated with the installation of blanket.
Указанный технический результат достигается за счет того, что в термоядерном реакторе, содержащем вакуумный корпус, в котором размещены сегменты бланкета со средствами крепления и опорной конструкцией, опорная конструкция снабжена продольными ребрами, на всю ширину которых проделаны пазы для фиксации выступов, которыми снабжены боковые стенки сегментов и по длине которых проделаны сквозные щели под задвижки, расположенные в боковых стенках сегментов с возможностью вращения, кроме того, опорная конструкция установлена с возможностью перемещения в радиальном направлении относительно вакуумного корпуса, кроме того, в ребре от торца до щели выполнено резьбовое отверстие, а задвижка установлена на валу, снабженном корончатой гайкой с наружной резьбой, которая расположена в резьбовом отверстии. Кроме того, задвижка закреплена на валу посредством шпонки с возможностью отклонения оси задвижки относительно оси вала. Кроме того, со стороны вакуумного корпуса в стенке щели выполнена горизонтальная выемка, длина которой равна ширине ребра, а ширина соответствует ширине задвижки. The specified technical result is achieved due to the fact that in a fusion reactor containing a vacuum housing in which the blanket segments are located with fastening means and a supporting structure, the supporting structure is provided with longitudinal ribs, the entire width of which are made grooves for fixing the protrusions that are provided with the side walls of the segments and along the length of which through slots are made under the valves located in the side walls of the segments with the possibility of rotation, in addition, the supporting structure is installed with the possibility eremescheniya radially relative to the vacuum enclosure, in addition, from the end edge of the slit to a threaded hole and mounted on the valve shaft equipped with the castellated nut with external thread, which is arranged in the threaded hole. In addition, the valve is fixed to the shaft by means of a key with the possibility of deviation of the axis of the valve relative to the axis of the shaft. In addition, from the side of the vacuum casing, a horizontal recess is made in the gap wall, the length of which is equal to the width of the rib, and the width corresponds to the width of the valve.
На фиг.1 изображено продольное сечение термоядерного реактора; на фиг.2
крепление опорной конструкции на вакуумном корпусе с возможностью перемещения в радиальном направлении; на фиг.3 фиксирование опорной конструкции при радиальном ее смещении относительно вакуумного корпуса; на фиг.4 сегмент бланкета; на фиг.5 вид ячейки опорной конструкции без сегментов бланкета; на фиг.6 поперечное сечение средств крепления сегментов бланкета на опорной конструкции в рабочем положении поворотной задвижки; на фиг.7 поперечное сечение средств крепления сегментов на опорной конструкции в нерабочем состоянии; на фиг.8 схема компенсаций напряжений, возникающих в сегментах в различных направлениях плоскости; на фиг.9 схема установки домкрата для сборки бланкета.Figure 1 shows a longitudinal section of a thermonuclear reactor; figure 2
fastening the supporting structure to a vacuum housing with the ability to move in the radial direction; figure 3 fixation of the supporting structure with radial displacement relative to the vacuum housing; in Fig.4 segment blanket; figure 5 is a view of the cell supporting structure without segments of the blanket; Fig.6 is a cross section of the means of fastening the segments of the blanket on the supporting structure in the working position of the rotary valve; Fig.7 is a cross section of the means of fastening the segments on the supporting structure inoperative; Fig. 8 is a diagram of compensations for stresses arising in segments in different directions of the plane; figure 9 diagram of the installation of the jack for the assembly of blanket.
Согласно фиг.1-9 термоядерный реактор содержит вакуумный корпус 1, сегменты бланкета 2, установленные в опорной конструкции3. Опорная конструкция имеет замкнутую поверхность в виде тора или, например в виде цилиндрической стенки 4, состоящей из отдельных металлических листов, соединенных между собой, например сваркой, продольных ребер 5, закрепленных на цилиндрической стенке 4 в местах соединения листов по всей высоте стенки 4. Цилиндрическая стенка 4 с ребрами 5 образует ячейки 6, в которых размещены сегменты бланкета 2. опорная конструкция 3 снабжена гибкой подвеской 7, состоящей, например из пакета тонких стальных пластин. С помощью гибкой связи 7 опорная конструкция 3 вместе с сегментами бланкета 2 закреплена на вакуумном корпусе 1, что обеспечивает опорной конструкции 3 подвижность в радиальном направлении относительно вакуумного корпуса 1. Под опорной конструкцией 3 в вакуумном корпусе 1 установлен кольцевой диск 8, на котором по окружности имеются направляющие штыри 9. Со стороны кольцевого диска 8 каждая ячейка 6 опорной конструкции 3 перекрыта полкой 10, а в ней выполнена прорезь 11 в радиальном направлении, при этом направляющие штыри 9 входят в прорезь 11 полки 10. According to figure 1-9, the fusion reactor contains a vacuum housing 1, the segments of the
Средства крепления сегментов 2 выполнены в виде горизонтального выступа 12 на боковых стенках сегментов 2, поворотной задвижки 13, торцы которой расположены в боковых стенках сегментов 2, и горизонтального паза 14, проделанного на всю ширину ребра для фиксации выступов 12 сегментов 2. Сегменты бланкета 2 установлены в вертикальных ячейках 6 опорной конструкции 3 с технологическими зазорами, при этом выступы 12 вставлены в горизонтальные пазы 14 ребер 5 опорной 3 конструкции. По длине ребра 5 друг за другом проделаны сквозные щели 15, выполненные под задвижки 13. Соответственно задвижкам 13 на боковых стенках сегментов 2 выполнены вертикальные канавки 16, в которые введены торцы задвижки 13. В ребре 5 от торца щели выполнены резьбовые отверстия 17. Поворотная задвижка 13 установлена на подвижном валу 18, который снабжен корончатой гайкой 19 с наружной резьбой. Корончатая гайка 19 расположена в резьбовом отверстии 17 ребра 5, а поворотная задвижка 13 закреплена на валу 18 при помощи шпонки 20, обеспечивающей отклонение оси задвижки 13 от оси вала 18. В ребре 5 со стороны вакуумного корпуса 1 в стенке щели 15 выполнена горизонтальная выемка 21, длина которой равна ширине ребра 5, а ширина соответствует ширине задвижки 13. В выемке 21 между задвижкой 13 и поверхностью ребра 5 на валу 18 установлена пружина 22. The fastening means of the
Порядок сборки и монтажа термоядерного реактора. В вакуумном корпусе 1 на гибкой подвеске 7 закрепляют металлические листы, которые сваривают друг с другом, образуя замкнутую цилиндрическую стенку 4. Соединение металлических листов сваркой позволяет компенсировать монтажные и технологические зазоры. В местах соединения листов по всей высоте стенки 4 закрепляют ребра 5. Под опорной конструкцией 3 в вакуумном корпусе 1 устанавливают кольцевой диск 8, а каждую ячейку 6 опорной конструкции 3 со стороны диска 8 перекрывают полкой 10, при этом штыри 9 диска 8 входят в радиальные прорези 11 полок 10. Для монтажа сегменты 2 выставляют по высоте в радиальном направлении напротив ячеек 6 и устанавливают в них, при этом выступы бланкета 12 входят в горизонтальные пазы 14 на ребрах 5 опорной конструкции 3. Перед установкой сегментной 2 в ячейки 6 поворотные задвижки 13 в щелях 15 ребер 5 находятся в вертикальном положении. Для поджатия сегментов 2 к торцевой поверхности ячейки 6 используют домкрат 23, опоры которого устанавливают на торце ребра 5. После того, как зазоры между посадочными поверхностями ячеек 6 и сегментов 2 будут выбраны, задвижка 13 поворачивается на 90o, при этом торцы задвижки 13 входят в вертикальные канавки 16 на боковых стенках сегментов 2, затем вращая корончатую гайку 20, задвижку 13 поджимают вместе с валом 18 в сторону цилиндрической стенки 4, в результате чего пружина 22 сжимается, задвижка 13 входит в горизонтальную выемку 21 и фиксируется в рабочем положении, что обеспечивает жесткое соединение сегментов 2 бланкета с опорной конструкцией 3, а также предохраняет ее от проворачивания во время эксплуатации. Неточности при установке сегментов 2 и ячейки 6 (несовпадение канавки 16 и задвижки 13) могут быть компенсированы за счет имеющейся возможности отклонения горизонтальной оси задвижки 13 относительно оси вала 18.The assembly and installation of a thermonuclear reactor. In the vacuum housing 1 on a
Таким образом, сегменты 2 жестко соединены друг с другом, с опорной конструкцией 3, по горизонтали они образуют замкнутое кольцо бланкета, которое предохраняет сегменты от смещения по всем направлениям. Thus, the
Предложенный реактор функционирует следующим образом. В диверторном пространстве термоядерного реактора зажигают плазму. Под действием теплового и нейтронного излучения плазмы бланкет 2 разогревается. Возникающие тепловые расширения сегментов 2 в горизонтальных направлениях компенсируются за счет технологических и тепловых зазоров между сегментами 2 и стенками ячеек 6, 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 оказывается под воздействием сил, величина которых колеблется от 12 МН до 24 МН, причем, в близлежащих гранях соседних сегментов эти силы имеют противоположные направления. Благодаря тому, что горизонтальные выступы 12 сегментов 2 опираются на стенки ребер 5 в из пазах 14, а задвижки 13 жестко фиксируют сегменты в опорной конструкции 3, усилия, возникшие в боковых гранях сегментов 2, передаются на боковые стенки ребер 5, направление которых противоположно силам в прилегающим к ним гранях сегментов 2. В результате боковые стенки каждого ребра 5 оказываются под воздействием усилий, имеющих противоположные направления, происходит взаимокомпенсация этих сил. Следовательно, нагрузки, возникающие в сегментах бланкета 2 при срыве плазмы, компенсируются опорной конструкцией 3. Гибкая связь 7, обеспечивающая подвижность опорной конструкции 3 в радиальных направлениях относительно вакуумного корпуса 1, позволяет компенсировать тепловые расширения опорной конструкции 3, а, кроме того, упрощает ее монтаж и обеспечивает высокую точность сборки относительно контрольных точек реактора, так как такая конструкция позволяет компенсировать технологические неточности изготовления элементов реактора. Поскольку опорная конструкция 3 подвешена на вакуумном корпусе 1 на гибких подвесках 7, происходит взаимная компенсация тепловых расширений опорной конструкции 3 и вакуумного корпуса 1. The proposed reactor operates as follows. Plasma is ignited in the divertor space of a thermonuclear reactor. Under the influence of thermal and neutron radiation of the
Таким образом, термоядерный реактор предложенной конструкции позволяет повысить надежность 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 монтажом сегментов бланкета. Thus, the fusion reactor of the proposed design allows to increase the reliability in operation by eliminating the efforts of plasma disruption to the vacuum casing, to increase the service 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 installation of blanket segments.
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU95110325/25A RU2086008C1 (en) | 1995-06-19 | 1995-06-19 | Fusion-type reactor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU95110325/25A RU2086008C1 (en) | 1995-06-19 | 1995-06-19 | Fusion-type reactor |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU95110325A RU95110325A (en) | 1997-06-20 |
RU2086008C1 true RU2086008C1 (en) | 1997-07-27 |
Family
ID=20169082
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU95110325/25A RU2086008C1 (en) | 1995-06-19 | 1995-06-19 | Fusion-type reactor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2086008C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104157317A (en) * | 2014-08-21 | 2014-11-19 | 中国工程物理研究院核物理与化学研究所 | Integral built-in undercritical cladding support and dismounting facility as well as assemble and disassemble method |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107731315B (en) * | 2017-10-30 | 2024-02-13 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | Target plate adjusting and fixing structure suitable for EAST lower divertor |
-
1995
- 1995-06-19 RU RU95110325/25A patent/RU2086008C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Наружный боковой сегмент термоядерного реактора ИТЭР с эвтетикой Li17 Рв83 в качестве тритийвоспроизводящего материала. Технический проект. Ив. N 310-238-3676. - 1991, рис. 4, с.32. ITER Containment Straitnres. ITER Dokumentation Series N 28, 16.11.90, fig VI 2.4-1, fig. VI 2.5-1. p.53 and 54. * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104157317A (en) * | 2014-08-21 | 2014-11-19 | 中国工程物理研究院核物理与化学研究所 | Integral built-in undercritical cladding support and dismounting facility as well as assemble and disassemble method |
CN106297922A (en) * | 2014-08-21 | 2017-01-04 | 中国工程物理研究院核物理与化学研究所 | The mounting and dismounting method of the built-in subcritical covering of monoblock type |
CN106297922B (en) * | 2014-08-21 | 2017-11-14 | 中国工程物理研究院核物理与化学研究所 | The mounting and dismounting method of subcritical covering built in monoblock type |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU95110325A (en) | 1997-06-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA1108313A (en) | Irradiation surveillance specimen assembly | |
JP3320931B2 (en) | How to repair boiling water reactor shroud | |
US3926722A (en) | Reactor vessel head support arrangement | |
EP3271924B1 (en) | Reactor module support structure | |
US4666657A (en) | Remotely adjustable intermediate seismic support | |
US5600690A (en) | Method and apparatus for repairing boiling water reactor shrouds utilizing tie-rods and braces | |
EP0266593B1 (en) | Frictionally loaded top end supports for cantilever-mounted rod guides of a pressurized water reactor | |
US5600689A (en) | Method and apparatus for repairing boiling water reactor shrouds utilizing tie-rods with multiple longitudinal members | |
JPH0663605B2 (en) | Lapper / pipe support plate connection assembly and method for assembling the same | |
RU2086008C1 (en) | Fusion-type reactor | |
US4596689A (en) | Lateral restraint assembly for reactor core | |
JP4698850B2 (en) | Shroud repair device and reactor pressure vessel | |
US4587092A (en) | Nuclear reactor fuel assembly | |
RU2056650C1 (en) | Thermonuclear reactor | |
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 | |
JP2014506326A (en) | Safety devices for control rods in nuclear installations. | |
US3841035A (en) | Concrete pressure vessel | |
JPS5945113B2 (en) | Reactor | |
US4793965A (en) | Simplified, flexible top end support for cantilever-mounted rod guides of a pressurized water reactor | |
US4517927A (en) | Steam generator for liquid metal fast breeder reactor | |
US4543232A (en) | Gas cooled high temperature reactor | |
RU2079903C1 (en) | Device for securing blanket segments on the vessel of a thermonuclear reactor | |
RU2124238C1 (en) | Nuclear reactor fuel assembly | |
US5815543A (en) | Seismic support with clearance gap and yieldable member |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20050620 |