RU2220463C2 - Термоядерный реактор - Google Patents
Термоядерный реактор Download PDFInfo
- Publication number
- RU2220463C2 RU2220463C2 RU2001128647/06A RU2001128647A RU2220463C2 RU 2220463 C2 RU2220463 C2 RU 2220463C2 RU 2001128647/06 A RU2001128647/06 A RU 2001128647/06A RU 2001128647 A RU2001128647 A RU 2001128647A RU 2220463 C2 RU2220463 C2 RU 2220463C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- support
- eccentric
- blanket
- module
- axis
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21B—FUSION REACTORS
- G21B1/00—Thermonuclear fusion reactors
- G21B1/11—Details
- G21B1/13—First wall; Blanket; Divertor
-
- 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
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Plasma Technology (AREA)
Abstract
Использование: в ядерной технике, в термоядерных реакторах. Сущность изобретения: в термоядерном реакторе, содержащем вакуумный корпус и бланкет, который выполнен из модулей, снабженных системой регулировки их положения, система регулировки выполнена в виде размещенных в гнездах вакуумного корпуса опорно-эксцентриковых узлов, при этом модули установлены и закреплены на опорно-эксцентриковых узлах. Технический результат, который может быть получен при осуществлении настоящего изобретения, заключается в том, что за счет возможности регулирования положения модулей бланкета при монтаже бланкет образует вакуумную полость, максимально приближенную к расчетной организации рабочего пространства термоядерного реактора. Кроме того, предлагаемая конструкция термоядерного реактора позволяет сократить технологические зазоры в бланкете, а также упрощает вывод коммуникаций непосредственно от бланкета через вакуумный корпус, что повышает надежность реактора и упрощает его конструкцию. 3 з.п. ф-лы, 21 ил.
Description
Предлагаемое изобретение относится к области ядерной техники и может быть использовано в термоядерных реакторах.
Известен термоядерный реактор, содержащий вакуумный корпус, в котором размещены сегменты бланкета со средствами крепления и опорная конструкция, собранная из элементов П-образной формы, на внутренних боковых стенках которых выполнены вертикальные канавки, расположенные друг за другом по высоте элементов и, по крайней мере, одного выступа и стопоров, расположенных на боковых стенках сегментов, причем стопоры снабжены приводами, расположенными внутри бланкета, высота и ширина выступа на сегменте соответствует высоте и глубине горизонтального паза на опорном элементе, а глубина вертикальных канавок соответствует рабочему ходу стопора сегмента. Элементы опорной конструкции установлены с возможностью перемещения в радиальном направлении относительно корпуса, кроме того, опорные элементы на корпусе закреплены разъемно (см. патент РФ 2056650, "Термоядерный реактор", МПК G 21 B 1/00, 1993 г.).
Недостатки известного реактора заключаются в следующем:
- опорная конструкция, форма которой только повторяет профиль вакуумного корпуса, не обеспечивает в полной мере создание бланкетом наиболее рационального, близкого к расчетному рабочему пространству термоядерного реактора;
- бланкет, каждый ряд которого образован сегментами, расположенными друг от друга на расстоянии, равном толщине двух боковых стенок П-образных элементов опорной конструкции, в результате чего в бланкете имеются значительные зазоры ~100 мм, что неблагоприятно сказывается на режиме работы реактора;
- установка сегментов бланкета в П-образных элементах опорной конструкции не позволяет осуществлять поперечное смещение элементов бланкета, что усложняет компановку бланкета нужного профиля;
- наличие опорной конструкции такого типа не позволяет осуществить вывод коммуникаций непосредственно от сегментов бланкета кратчайшим путем через вакуумный корпус.
- опорная конструкция, форма которой только повторяет профиль вакуумного корпуса, не обеспечивает в полной мере создание бланкетом наиболее рационального, близкого к расчетному рабочему пространству термоядерного реактора;
- бланкет, каждый ряд которого образован сегментами, расположенными друг от друга на расстоянии, равном толщине двух боковых стенок П-образных элементов опорной конструкции, в результате чего в бланкете имеются значительные зазоры ~100 мм, что неблагоприятно сказывается на режиме работы реактора;
- установка сегментов бланкета в П-образных элементах опорной конструкции не позволяет осуществлять поперечное смещение элементов бланкета, что усложняет компановку бланкета нужного профиля;
- наличие опорной конструкции такого типа не позволяет осуществить вывод коммуникаций непосредственно от сегментов бланкета кратчайшим путем через вакуумный корпус.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков к предлагаемому изобретению является термоядерный реактор, содержащий вакуумный корпус и бланкет (см. патент РФ 2086008, "Термоядерный реактор", МПК G 21 В 1/00, 1995 г.).
Кроме того, в термоядерном реакторе бланкет выполнен из сегментов, которые установлены на опорной конструкции, снабженной продольными ребрами. На всю ширину ребер проделаны сквозные пазы для фиксации выступов, которыми снабжены боковые стенки сегментов бланкета и по длине которых проделаны сквозные щели под задвижки, расположенные в боковых стенках сегментов с возможностью вращения.
Недостатки прототипа заключаются в следующем:
- опорная конструкция, форма которой только повторяет профиль вакуумного корпуса и не обеспечивает в полной мере создание бланкетом наиболее рациональной, близкой к расчетной форме рабочее пространство термоядерного реактора, в виду отсутствия регулировок в опорной конструкции сегментов бланкета;
- элементы бланкета, закрепленные в опорной конструкции по высоте друг за другом, разделены боковыми стенками опорной конструкции, что не позволяет осуществлять при монтаже поперечное смещение элементов бланкета и усложняет компановку бланкета нужного профиля;
- бланкет образован сегментами, каждый ряд которого расположен друг от друга на расстоянии, равном толщине двух боковых стенок П-образных элементов опорной конструкции, в результате чего в бланкете имеются значительные зазоры ~100 мм, что неблагоприятно сказывается на режиме работы реактора.
- опорная конструкция, форма которой только повторяет профиль вакуумного корпуса и не обеспечивает в полной мере создание бланкетом наиболее рациональной, близкой к расчетной форме рабочее пространство термоядерного реактора, в виду отсутствия регулировок в опорной конструкции сегментов бланкета;
- элементы бланкета, закрепленные в опорной конструкции по высоте друг за другом, разделены боковыми стенками опорной конструкции, что не позволяет осуществлять при монтаже поперечное смещение элементов бланкета и усложняет компановку бланкета нужного профиля;
- бланкет образован сегментами, каждый ряд которого расположен друг от друга на расстоянии, равном толщине двух боковых стенок П-образных элементов опорной конструкции, в результате чего в бланкете имеются значительные зазоры ~100 мм, что неблагоприятно сказывается на режиме работы реактора.
- наличие опорной конструкции не позволяет осуществить вывод коммуникаций непосредственно от сегментов бланкета кратчайшим путем через вакуумный корпус.
Технический результат, который может быть получен при осуществлении настоящего изобретения, заключается в том, что в предлагаемой конструкции бланкет образует вакуумную полость, максимально приближенную к расчетной организации рабочего пространства термоядерного реактора, за счет возможности регулирования при монтаже, что позволяет повысить надежность реактора и упростить конструкцию.
Указанный технический результат достигается тем, что в известном термоядерном реакторе, содержащем вакуумный корпус и бланкет, бланкет в реакторе выполнен из модулей, снабженных системой регулировки их положения, система регулировки выполнена в виде размещенных в гнездах вакуумного корпуса опорно-эксцентриковых узлов, при этом модули установлены и закреплены на опорно-эксцентриковых узлах;
кроме того, опорно-эксцентриковый узел выполнен в виде большого эксцентрика, в котором установлен малый эксцентрик с опорой, эксцентриситеты обоих эксцентриков равны между собой, а опора выполнена полой и снабжена фланцами, один фланец соединен с модулем, а второй фланец закреплен в стакане, который установлен в малом эксцентрике, при этом ось фланца образует с осью опоры острый угол, а цилиндрическая полость стакана выполнена наклонной относительно его оси и имеет угол наклона, равный углу между осями опоры и фланца, кроме того, модули бланкета закреплены на опорно-эксцентриковых узлах посредством болтов и компенсационной втулки, при этом резьбовая часть болтов соединена с модулем, болт проходит через опору, а компенсационная втулка установлена между головкой болта и фланцем опоры;
кроме того, опорно-эксцентриковый узел снабжен прижимной шайбой, размещенной на фланце опоры, а в гнезде вакуумного корпуса установлена гайка, взаимодействующая с прижимной шайбой и образующая с поверхностью гнезда винтовую пару, при этом внутренние поверхности прижимной шайбы и гайки имеют развал, образующий со своими осями угол не менее 2α,
кроме того, на боковой поверхности опоры по всему периметру выполнены сквозные продольные прорези, образующие спицы, причем ширина спиц и их толщина равны друг другу, а отношение высоты спицы к внешнему диаметру опоры равно 1,08.
кроме того, опорно-эксцентриковый узел выполнен в виде большого эксцентрика, в котором установлен малый эксцентрик с опорой, эксцентриситеты обоих эксцентриков равны между собой, а опора выполнена полой и снабжена фланцами, один фланец соединен с модулем, а второй фланец закреплен в стакане, который установлен в малом эксцентрике, при этом ось фланца образует с осью опоры острый угол, а цилиндрическая полость стакана выполнена наклонной относительно его оси и имеет угол наклона, равный углу между осями опоры и фланца, кроме того, модули бланкета закреплены на опорно-эксцентриковых узлах посредством болтов и компенсационной втулки, при этом резьбовая часть болтов соединена с модулем, болт проходит через опору, а компенсационная втулка установлена между головкой болта и фланцем опоры;
кроме того, опорно-эксцентриковый узел снабжен прижимной шайбой, размещенной на фланце опоры, а в гнезде вакуумного корпуса установлена гайка, взаимодействующая с прижимной шайбой и образующая с поверхностью гнезда винтовую пару, при этом внутренние поверхности прижимной шайбы и гайки имеют развал, образующий со своими осями угол не менее 2α,
кроме того, на боковой поверхности опоры по всему периметру выполнены сквозные продольные прорези, образующие спицы, причем ширина спиц и их толщина равны друг другу, а отношение высоты спицы к внешнему диаметру опоры равно 1,08.
Сущность изобретения поясняется чертежами где, на фиг.1 представлено продольное сечение реактора; на фиг.2 представлена схема размещения модулей в бланкете и места крепления модулей бланкета на вакуумной камере; на фиг.3 показана схема установки на вакуумном корпусе двух опорно-эксцентриковых узлов системы регулирования положения для одного модуля; на фиг.4 показана схема расположения одного из модулей бланкета относительно теоретической внешней границы плазмы и положение осей модуля в местах его стыковки с вакуумным корпусом; на фиг.5 показано продольное сечение опорно-эксцентрикового узла на вакуумном корпусе; на фиг.6 представлена опора в изометрии; фиг.7 представлена схема продольного сечения, проходящего через модуль в месте его стыковки с опорно-эксцентриковым узлом; на фиг.8 показан вид опорно-эксцентрикового узла сверху на фиг. 7; на фиг.9 показано продольное сечение стакана; на фиг.10 показана схема продольного сечения, проходящего через ось стыковки модуля и ось опорно-эксцентрикового узла в случае, когда указанные оси не совпадают; на фиг.11 показан вид опорно-эксцентрикового узла сверху на фиг. 10; на фиг.12 представлена схема продольного сечения модуля и опорно-эксцентрикового узла после компенсации межосевого расстояния; на фиг.13 показан вид опорно-эксцентрикового узла сверху на фиг.12; на фиг.14 представлено продольное сечение модуля и опорно-эксцентрикового узла в случае, когда плоскость посадочного места опорно-эксцентрикового узла в вакуумном корпусе находится под острым углом к стыковочному месту модуля; на фиг.15 показана схема продольного сечения модуля и эксцентрикового узла после их стыковки; на фиг.16 показан вид опорно-эксцентрикового узла сверху на фиг. 15; на фиг. 17 показана схема продольного сечения, проходящего через ось стыковки модуля и ось опорно-эксцентрикового узла в случае, когда указанные оси не совпадают, а плоскость посадочного места опорно-эксцентрикового узла в вакуумном корпусе находится под острым углом к плоскости стыковки на модуле; на фиг. 18 представлена схема продольного сечения модуля и опорно-эксцентрикового узла, у которого плоскость торца опоры приведена в положение, параллельное месту стыковке на модуле; на фиг.19 показан вид опорно-эксцентрикового узла сверху на фиг.18; на фиг.20 представлено продольное сечение модуля и опорно-эксцентрикового узла после компенсации углов и межосевых расстояний; на фиг.21 показан вид опорно-эксцентрикового узла сверху на фиг.20.
Термоядерный реактор содержит вакуумный корпус 1, бланкет 2, состоящий из модулей 3, и систему регулировки 4 положения модулей 3 бланкета 2 в вакуумном корпусе 1. Система регулировки 4 положения модулей 3 представляет собой опорно-эксцентриковые узлы 5, размещенные в гнездах 6 вакуумного корпуса 1. Каждый модуль 3 установлен и закреплен на четырех опорно-эксцентриковых узлах 5. В местах крепления на модулях 3 имеются сквозные отверстия 7, которые выполнены под средства крепления 8, связывающие модули 3 с опорно-экоцентриковыми узлами 5. Опорно-эксцентриковый узел 5 состоит из большого эксцентрика 9, в котором расположен малый эксцентрик 10 с опорой 11. Эксцентриситет большого эксцентрика 9 и эксцентриситет малого эксцентрика 10 равны между собой. Опора 11 выполнена полой и снабжена двумя фланцами 12 и 13. Фланец 12 соединен с модулем 3, а второй фланец 13 помещен в стакан 14, который установлен в малом эксцентрике 10. Фланец 13 выполнен таким образом, что его ось (О13) образует с осью (О11) опоры 11 острый угол α. Цилиндрическая полость 15 стакана 14, в которой закреплен фланец 13 опоры 11, выполнена наклонной относительно оси (О14) стакана 14. Угол, образованный между осью (O15) цилиндрической полости 15 и осью (О14) стакана 14, равен острому углу α, образованному между осями опоры 11 и фланца 13, соответственно угол наклона торцевой поверхности фланца 13 к основанию стакана 14 также равен острому углу α. Фланец 12 опоры 11 состыкован с модулем 3, при этом ось (О11) опоры 11 совпадает с осью (О3) модуля 3 в месте его стыковки, проходит через точку А11, являющуюся центром опоры 11 на фланце 12 и точку А3 - центр на стыковочной поверхности модуля 3, а также через точку А6 - центр посадочного места в гнезде 6 на вакуумном корпусе 1. В исходном положении в опорно-эксцентриковом узле 5 ось (О11) опоры 11 перпендикулярна центру посадочного места в точке А6, отверстия эксцентриков 9 и 10 максимально смещены в противоположные стороны так, что их эксцентриситеты е9 и е10 компенсируют друг друга и общий эксцентриситет равен нулю. На верхней торцевой поверхности опоры 11, фланца 13, а также на стакане 14 и на эксцентриках 9 и 10 нанесены в одном радиальном направлении риски k11, k13, k14, k10, k9. На поверхности вакуумного корпуса 1 от гнезда 6 в радиальном направлении имеется риска k6, выполненная в том же направлении, что и риски k11, k13, k14, k10, k9, и служащая началом отсчета углов поворота опоры 11, стакана 14 и эксцентриков 10 и 9.
В стакане 14 на фланце 13 опоры 11 установлена прижимная шайба 16, а в гнезде 6 вакуумного корпуса 1 над стаканом 14 размещена гайка 17, которая сверху зафиксирована в гнезде 6 контргайкой 18. Гайка 17 взаимодействует с прижимной шайбой 16 и образует с цилиндрической поверхностью гнезда 6 резьбовое соединение. Внутренние поверхности прижимной шайбы 16, гайки 17 и контргайки 18 имеют развал, причем угол развала по отношению к своим осям составляет не менее 2α. На боковой поверхности опоры 11 по всему периметру имеются сквозные продольные прорези, образующие спицы 19 и придающие опоре 11 гибкость. Толщина t спиц 19 соответствует толщине боковой стенки опоры 11 и равна ширине w спиц 19, а отношение высоты h спицы 19 к внешнему диаметру опоры 11 равно 1,08. Средствами крепления 8 модулей 3 служат болт 20 и компенсационная втулка 21, при этом головка болта 20 размещена в полости опоры 11, а компенсационная втулка расположена в опоре между головкой болта 20 и фланцем 12 опоры 11. По оси крепления (О3) в модуле 3 имеется отверстие 7 под болт 20, а в болте 20 опоры 11 отверстие 22, оба отверстия используются для управления болтом 20 при стыковке модуля 3 с опорно-эксцентриковым узлом 5 на вакуумном корпусе 1. Опорные поверхности компенсационной втулки 21 и головки болта 20 выполнены с небольшой конусностью.
Модули 3 закреплены на опорно-эксцентриковых узлах 5 с минимальными технологическими зазорами и образуют вакуумную полость термоядерного реактора. Предлагаемая конструкция термоядерного реактора предусматривает различные варианты компоновки модулей на вакуумном корпусе, например, один ряд модулей может быть смещен относительного соседнего ряда и т.д.
Порядок сборки и монтажа термоядерного реактора.
На внутренней поверхности сегментов вакуумного корпуса 1 выполняют гнезда 6. Затем из сегментов сваривают вакуумный корпус 1. Изготовление такой крупногабаритной конструкции (~12 м в высоту и ~16 м в ширину) связано с поводками, в результате чего появляются отклонения в параметрах положения и углах наклона осей посадочных мест в гнездах 6 вакуумного корпуса 1. Далее системой регулирования 4 осуществляют установку модулей 3 в заданное положение относительно теоретической внешней границы плазмы, при этом компенсируют погрешности изготовления вакуумного корпуса 1 и модулей 3. С этой целью в гнездах 6 вакуумного корпуса 1 размещают опорно-эксцентриковые узлы 5, настраивают их таким образом, чтобы оси стыковки модуля 3 проходили через оси опор 11, с которыми он состыкован. Затем опорно-эксцентриковые узлы 5 с помощью гайки 17 и контргайки 18 закрепляют в гнездах 6 вакуумного корпуса 1, после чего модуль 3 стыкуют с опорно-эксцентриковыми узлами 5. Модуль 3 опирается на четыре опорно-эксцентриковых узла 5.
Через отверстия 7 в модуле 3, а также отверстие 22 в болте 20 ручным инструментом болт 20 приводят в действие. Болт 20 входит во взаимодействие с резьбовым отверстием 7 на модуле 3, при этом модуль 3 стыкуется с торцевой поверхностью опоры 11 и фиксируется в заданном положении.
В процессе изготовления вакуумной камеры реактора ИТЭР имеют место погрешности, связанные с точностью изготовления и поводками конструкций от сварочных операций, используемых в качестве финишных работ.
Возможны различные варианты отклонения в параметрах положения и углах наклона оси посадочного места опорно-эксцентриковых узлов 5 в вакуумном корпусе 1 относительно расчетного положения осей модуля. Следовательно, положение каждого модуля 3 бланкета 2 на вакуумном корпусе регламентировано. Следовательно, перед посадкой модуля 3 бланкета 2 необходимо осуществить регулирование опорно-эксцентриковых узлов 5.
Первый вариант - регулирование положения модуля бланкета с помощью опорно-эксцентрикового узла в случае, когда направление оси посадочного места в гнезде вакуумного корпуса параллельно расчетному положению оси модуля бланкета, а расстояние между ними равно b, при этом соблюдается условие, что b□2е.
На посадочном месте в гнезде 6 вакуумного корпуса 1 размещают опорно-эксцентриковый узел 5, находящийся в исходном положении. На оси (О6) посадочного места определяют точку L, являющуюся пересечением трех осей: оси (О11) опоры 11, оси (О13) фланца 13 и оси (О6) посадочного места, которую условно принимают за начало системы координат в плоскости, параллельной плоскости посадочного места гнезда 6 вакуумного корпуса 1, а радиальное направление в этой плоскости, совпадающее с направлением нулевой риски k6, условно обозначают осью x. В исходном положении точка А11 на торцевой поверхности опоры 11 и точка L находятся на одной оси. Вектор А11А3, соединяющий точки А11 и А3, равен расстоянию b между осью модуля 3 и осью опоры 11 и образует с осью x (с одной из главных осей координат) угол θA. Поворачивая большой эксцентрик 9 на угол Ψ9, а малый эксцентрик 10 на угол Ψ10, опора 11 перемещается вместе с эксцентриками 9 и 10, в результате чего точка А11 опоры 11 принимает в системе координат положение, совпадающее с точкой А3. Углы поворота большого и малого эксцентриков 9 и 10 определяют по формулам:
где Ψ9 - угол вращения большого эксцентрика 9;
Ψ10 - угол вращения малого эксцентрика 10;
b - межосевое расстояние;
е - экцентриситет;
θA - угол между вектором А11А3 и осью x.
где Ψ9 - угол вращения большого эксцентрика 9;
Ψ10 - угол вращения малого эксцентрика 10;
b - межосевое расстояние;
е - экцентриситет;
θA - угол между вектором А11А3 и осью x.
Вращая эксцентрики 9 и 10, приводят их в положение, при котором риски k9 и k10 образуют с осью x соответственно углы Ψ9 и Ψ10, что приводит опорно-эксцентриковый узел 5 в положение соосности оси (О11) опоры 11 с осью (О3) модуля 3. Затем эксцентрики 10 и 9, фланец 13 и стакан 14 фиксируют в гнездах 6 вакуумного корпуса 1 через прижимную шайбу 16 гайкой 17 и контргайкой 18.
Далее осуществляют регулирование следующих трех опорно-эксцентриковых узлов 5 для одного модуля 3. Регулируя положение торцевых плоскостей на опорах 11 системы регулирования 4, обеспечивают заданное положение плоскости стыковки модуля 3 бланкета 2 относительно теоретической внешней границы плазмы. Затем производят стыковку и фиксирование модуля 5 в указанном положении. С внутренней стороны рабочего пространства реактора через отверстия 7 в модуле 3 инструментом поворачивают болт 20 до закрепления модуля 3 во всех четырех точках.
Второй вариант - регулирование положения модуля бланкета с помощью опорно-эксцентрикового узла в случае, когда плоскость посадочного места опорно-эксцентрикового узла в гнезде вакуумного корпуса не соответствует расчетному положению плоскости посадки модуля и находится под острым углом β к стыковочному месту модуля, при этом соблюдается условие, что β□2α.
На посадочном месте в гнезде 6 вакуумного корпуса 1 размещают опорно-эксцентриковый узел 5, находящийся в исходном положении. Затем стакан 14 вместе с опорой 11 поворачивают в малом эксцентрике 10 относительно нулевой риски k6 на угол φ14, при этом ось (O13) фланца 13 совершает вращение вокруг оси (О6) посадочного места в гнезде 6 на вакуумном корпусе 1 и занимает положение, в котором образует угол α с осью (О3) модуля 3, при этом ось (О11) опоры 11 и ее центральная точка А11 остаются соосными оси (О6). Затем опору 11 поворачивают в стакане 14 относительно нулевой риски k6 на угол φ11. При этом ось (О11) опоры 11 совершает вращение вокруг оси (O13) фланца 13 и становится соосной с осью (О3) модуля 3. Торцевая поверхность фланца 12 опоры 11 становится к посадочной плоскости вакуумного корпуса 1 под углом β, что и стыковочная плоскость модуля 3, при этом центральная точка А11 опоры 11 соосна центральной точке А3 на модуле 3, а ось (O11) образует с осью (О6) угол β.
Так как внутренние поверхности прижимной шайбы 16, гайки 17 и контргайки 18 выполнены с развалом, то при наклонном положении опора 11 не касается поверхности гнезда 6, а располагается параллельно ей.
На посадочном месте в гнезде 6 вакуумного корпуса 1 размещают опорно-эксцентриковый узел 5, находящийся в исходном положении. Затем стакан 14 вместе с опорой 11 поворачивают в малом эксцентрике 10 относительно нулевой риски k6 на угол φ14, при этом ось (O13) фланца 13 совершает вращение вокруг оси (О6) посадочного места в гнезде 6 на вакуумном корпусе 1 и занимает положение, в котором образует угол α с осью (О3) модуля 3, при этом ось (О11) опоры 11 и ее центральная точка А11 остаются соосными оси (О6). Затем опору 11 поворачивают в стакане 14 относительно нулевой риски k6 на угол φ11. При этом ось (О11) опоры 11 совершает вращение вокруг оси (O13) фланца 13 и становится соосной с осью (О3) модуля 3. Торцевая поверхность фланца 12 опоры 11 становится к посадочной плоскости вакуумного корпуса 1 под углом β, что и стыковочная плоскость модуля 3, при этом центральная точка А11 опоры 11 соосна центральной точке А3 на модуле 3, а ось (O11) образует с осью (О6) угол β.
Так как внутренние поверхности прижимной шайбы 16, гайки 17 и контргайки 18 выполнены с развалом, то при наклонном положении опора 11 не касается поверхности гнезда 6, а располагается параллельно ей.
Ось (О3) модуля 3 образует с осью (О6) посадочного места на вакуумном корпусе 1 угол β; зная величину этого угла и расстояние между точками А11L, равное высоте опоры Н, определяют углы поворота стакана 14 φ14 и опоры 11 φ11 относительно нулевой риски k6 из следующих формул:
где α - острый угол между осью опоры и осью фланца;
Н - высота опоры между точками А11 и L;
ΔR - расстояние от точки А11 до плоскости, проходящей через точку L параллельно плоскости посадочного места вакуумного корпуса, зависящее от угла β;
ΔT/- проекция высоты опоры Н на радиус нулевой риски k6, зависящая от угла β.
После того как в опорно-эксцентриковом узле 5 ось (О11) опоры 11 совпала с осью (О3) модуля 3 в месте его стыковки, а торцевая поверхность фланца 12 опоры 11 стала параллельной стыковочной поверхности модуля 3, образуя при этом с плоскостью посадочного места на вакуумном корпусе 1 острый угол β, приступают к стыковке модуля 3 и закреплению его на опорно-эксцентриковых узлах 5.
где α - острый угол между осью опоры и осью фланца;
Н - высота опоры между точками А11 и L;
ΔR - расстояние от точки А11 до плоскости, проходящей через точку L параллельно плоскости посадочного места вакуумного корпуса, зависящее от угла β;
ΔT/- проекция высоты опоры Н на радиус нулевой риски k6, зависящая от угла β.
После того как в опорно-эксцентриковом узле 5 ось (О11) опоры 11 совпала с осью (О3) модуля 3 в месте его стыковки, а торцевая поверхность фланца 12 опоры 11 стала параллельной стыковочной поверхности модуля 3, образуя при этом с плоскостью посадочного места на вакуумном корпусе 1 острый угол β, приступают к стыковке модуля 3 и закреплению его на опорно-эксцентриковых узлах 5.
Третий вариант - регулирование положения модуля бланкета с помощью опорно-эксцентрикового узла в случае, когда положение оси посадочного места опорно-эксцентрикового узла в гнезде вакуумного корпуса и положение оси модуля в месте его стыковки не совпадают, и при этом плоскость посадочного места опорно-эксцентрикового узла в вакуумном корпусе находится под острым углом к расчетной плоскости стыковки на модуле.
Перед установкой опорно-эксцентрикового узла 5 на посадочное место в гнезде 6 вакуумного корпуса 1 определяют расстояние b между осью (О3) модуля 3 в месте стыковки и осью (О6) посадочного места вакуумного корпуса 1, а также угол β наклона между плоскостями стыковки. Затем опорно-эксцентриковый узел 5 размещают в посадочном месте вакуумного корпуса 1 в исходном положении.
Регулировку положения модуля 3 бланкета 2 осуществляют с помощью опорно-эксцентрикового узла 5 в следующей последовательности в два этапа. На первом этапе определяют по формулам (3), (4) углы поворота φ14 стакана 14 и φ11 опоры 11 относительно нулевой риски k6, необходимые для приведения торцевой поверхности фланца 12 опоры 11 в положение, параллельное стыковочной плоскости модуля 3. На втором этапе по формулам (1), (2) определяют углы поворота Ψ9 большого эксцентрика 9 и Ψ10 малого эксцентрика 10 относительно нулевой риски k6, после чего осуществляют поворот эксцентриков 9 и 10 на заданные углы Ψ9 и Ψ10.
Далее осуществляют регулирование следующих трех опорно-эксцентриковых узлов 5 для одного модуля 3, после чего производят стыковку и фиксирование модуля 5.
Далее осуществляют регулирование следующих трех опорно-эксцентриковых узлов 5 для одного модуля 3, после чего производят стыковку и фиксирование модуля 5.
Таким образом, модули 3, закрепленые на вакуумном корпусе 1, образуют защиту вакуумного корпуса термоядерного реактора, называемую бланкетом 2, от высокотемпературной плазмы и мощного радиационного излучения, сопровождающего процесс горения плазмы.
Предложенный реактор функционирует следующим образом.
В диверторном пространстве термоядерного реактора зажигают плазму. Под действием теплового нейтронного излучения плазмы модули 3 бланкета 2 разогреваются. Возникающие тепловые расширения модулей 3 в горизонтальных и вертикальном направлении компенсируются за счет свободного расширения модулей 3 в технологических зазорах между ними, при этом тепло от опор 11 отводится через контактные поверхности последних с модулем 3 и вакуумной камерой 1.
При срыве плазмы образуется мощный электромагнитный импульс, который воздействует на модули 3 и они оказываются под воздействием сил, величина которых колеблется от 12 МН до 24 МН, причем эти силы имеют полоидальные, тороидальные и радиальные направления.
От модулей 3 нагрузки передаются на опоры 11 в опорно-эксцентриковых узлах 5.
В результате такого воздействия в спицах 19 опор 11 возникает упругая деформация, под действием которых они изменяют свою форму и компенсируют тем самым действие нагрузок. После гашения плазмы и снятия нагрузок благодаря примененному соотношению длины спиц к внешнему диаметру опоры (1,08) спицы 19 принимают свою первоначальную форму.
Таким образом, термоядерный реактор предложенной конструкции повышает точность сборочных работ крупногабаритных конструкций реактора, позволяет организовать рабочее пространство, близкое к расчетному, позволяет значительно сократить зазоры в бланкете, упрощает вывод коммуникаций непосредственно от бланкета через вакуумный корпус в удобных для этого местах, что повышает надежность термоядерного реактора. Компенсация погрешностей при этом составляет ±10 мм при осевых ошибках; ±5 мм при боковых несовпадениях осей; а также угловые ошибки ±25 мрад (+1,43□).
Кроме того, площадь контакта опор с сопрягаемыми поверхностями на модулях бланкета способствует снижению механических нагрузок в местах контакта и увеличению отвода тепла от бланкета к вакуумному корпусу, что также повышает надежность. Выполнение системы регулирования положения бланкета в виде разъемных механических соединений делает данную конструкцию мобильной и увеличивает срок эксплуатации.
Claims (4)
1. Термоядерный реактор, содержащий вакуумный корпус и бланкет, отличающийся тем, что бланкет снабжен системой регулировки положения модулей, при этом система регулировки выполнена в виде размещенных в гнездах вакуумного корпуса эксцентриковых узлов, на которых установлены и закреплены модули бланкета, причем эксцентриковый узел содержит большой эксцентрик, в котором установлен малый эксцентрик с опорой, эксцентриситеты обоих эксцентриков равны между собой, а опора выполнена полой и снабжена фланцами, один фланец соединен с модулем, а второй фланец закреплен в стакане, который установлен в малом эксцентрике, при этом ось фланца образует с осью опоры острый угол, а цилиндрическая полость стакана выполнена наклонной относительно его оси и имеет угол наклона, равный углу между осями опоры и фланца.
2. Термоядерный реактор по п.1, отличающийся тем, что модули бланкета закреплены на эксцентриковых узлах посредством болтов и компенсационной втулки, при этом резьбовая часть болтов соединена с модулем, болт проходит через опору, а компенсационная втулка установлена между головкой болта и фланцем опоры.
3. Термоядерный реактор по п.2, отличающийся тем, что эксцетриковый узел снабжен прижимной шайбой, размещенной на фланце опоры, а в гнезде вакуумного корпуса установлена гайка, взаимодействующая с прижимной шайбой и образующая с поверхностью гнезда винтовую пару, при этом внутренние поверхности прижимной шайбы и гайки имеют развал, образующий с своими осями угол не менее 2α.
4. Термоядерный реактор по п.1, отличающийся тем, что на боковой поверхности опоры по всему периметру выполнены сквозные продольные прорези, образующие спицы, причем ширина спиц и их толщина равны друг другу, а отношение высоты спицы к внешнему диаметру опоры равно 1,08.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001128647/06A RU2220463C2 (ru) | 2001-10-23 | 2001-10-23 | Термоядерный реактор |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001128647/06A RU2220463C2 (ru) | 2001-10-23 | 2001-10-23 | Термоядерный реактор |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2001128647A RU2001128647A (ru) | 2003-06-20 |
RU2220463C2 true RU2220463C2 (ru) | 2003-12-27 |
Family
ID=32065598
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2001128647/06A RU2220463C2 (ru) | 2001-10-23 | 2001-10-23 | Термоядерный реактор |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2220463C2 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110462746A (zh) * | 2017-03-02 | 2019-11-15 | 俄罗斯联邦诺萨顿国家原子能公司 | 用于将包层模块紧固到聚变反应堆真空容器的装置 |
EP3544021A4 (en) * | 2016-11-21 | 2020-06-10 | State Atomic Energy Corporation "Rosatom" on Behalf of The Russian Federation | THERMONUCLEAR REACTOR |
-
2001
- 2001-10-23 RU RU2001128647/06A patent/RU2220463C2/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Plant description document, GAОFDR 101-07-13 R1.0, Chapter 2.3, стр. 8, фиг.2.3.4-1. СМИРНОВ Ю.И. и др. Экспериментальный и расчетный анализ устойчивости гибких опор бланкета реактора ИТЭР. Вопросы атомной науки и техники. Серия: Термоядерный синтез, 2000, вып. 1, с. 102. К.IOKI и др. ITER-FEAT vaccum vessel and blanket desigh features and implications for the R&D programme. 18th IAEA Fusion Fnergy Conference, Sorrento, Italy, 4-10 October. 2000. * |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3544021A4 (en) * | 2016-11-21 | 2020-06-10 | State Atomic Energy Corporation "Rosatom" on Behalf of The Russian Federation | THERMONUCLEAR REACTOR |
CN110462746A (zh) * | 2017-03-02 | 2019-11-15 | 俄罗斯联邦诺萨顿国家原子能公司 | 用于将包层模块紧固到聚变反应堆真空容器的装置 |
EP3591667A4 (en) * | 2017-03-02 | 2020-11-18 | State Atomic Energy Corporation "Rosatom" on Behalf of The Russian Federation | DEVICE FOR FIXING A COVER MODULE ON THE VACUUM BODY OF A NUCLEAR FUSION REACTOR |
CN110462746B (zh) * | 2017-03-02 | 2023-06-23 | 俄罗斯联邦诺萨顿国家原子能公司 | 用于将包层模块紧固到聚变反应堆真空容器的装置 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4363799B2 (ja) | タービン組立輸送架台および同架台を用いたタービン組立方法、輸送方法 | |
EP2884027B1 (en) | Connector assembly for affixing two tubular members | |
US5502754A (en) | Lateral restraint for core plate of boiling water reactor | |
CN108609205A (zh) | 异体同构连接分离装置及系统 | |
RU2220463C2 (ru) | Термоядерный реактор | |
CN111168302A (zh) | 堆芯补水箱支柱与封头焊接变形控制方法 | |
CN101717040B (zh) | 环行起重机的环形轨道和承轨梁的连接方法 | |
KR20020001891A (ko) | 풍력발전기의 타워장치 | |
WO2020120946A1 (en) | Fixture system for use in additive manufacturing | |
CN115877543A (zh) | 一种光学腔镜安装调整机构及安装方法 | |
AU2021470879A1 (en) | Assembling tool | |
CN211248718U (zh) | 一种桥壳定位夹具 | |
CN207541321U (zh) | 空间拼接定位锁紧调节一体化机构及空间拼接反射镜 | |
US7434491B1 (en) | Flexible tooling interface for headstock/tailstock positioner | |
KR101527695B1 (ko) | 보링 가공 장치 | |
CN114619205B (zh) | 多法兰连接的大型钢结构制造方法 | |
CN107797222A (zh) | 空间拼接定位锁紧调节一体化机构及空间拼接反射镜 | |
CN212104205U (zh) | 井盖安装结构及井盖系统 | |
CN115436045B (zh) | 一种整环盾构管片试验用支撑架及其使用方法 | |
RU2822561C1 (ru) | Ускоряющая структура линейного резонансного ускорителя с комбинированными электродами | |
CN114476117B (zh) | 基于力位耦合的盒段式机身装配工艺 | |
CN221246644U (zh) | 大口径天线副反射体一体成型工装 | |
RU2205302C2 (ru) | Эксцентриковый узел | |
CN218647306U (zh) | 调焦调平装置及光刻设备 | |
CN114164746B (zh) | 一种六边拱肋节段的临时横撑装置及拱肋拼装方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20091024 |