RU2251753C2 - Breeding region of fusion reactor tritium-breeding blanket module - Google Patents

Breeding region of fusion reactor tritium-breeding blanket module Download PDF

Info

Publication number
RU2251753C2
RU2251753C2 RU2003105363/06A RU2003105363A RU2251753C2 RU 2251753 C2 RU2251753 C2 RU 2251753C2 RU 2003105363/06 A RU2003105363/06 A RU 2003105363/06A RU 2003105363 A RU2003105363 A RU 2003105363A RU 2251753 C2 RU2251753 C2 RU 2251753C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
zone
pumping
plate
beryllium
carrier gas
Prior art date
Application number
RU2003105363/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2003105363A (en
Inventor
И.В. Данилов (RU)
И.В. Данилов
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский и конструкторский институт энерготехники им. Н.А. Доллежаля"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский и конструкторский институт энерготехники им. Н.А. Доллежаля" filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский и конструкторский институт энерготехники им. Н.А. Доллежаля"
Priority to RU2003105363/06A priority Critical patent/RU2251753C2/en
Publication of RU2003105363A publication Critical patent/RU2003105363A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2251753C2 publication Critical patent/RU2251753C2/en

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

  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)

Abstract

FIELD: fusion reactor design.
SUBSTANCE: proposed breeding region is assembled of sectors each provided with top and bottom supporting plates and has lithium-containing ceramic in the form of ceramic-filled tube, beryllium region in the form of beryllium fill between tubes, and header for pumping carrier gas through mentioned regions. Each supporting plate is, essentially, header used for pumping carrier gas through lithium-containing ceramic and header for pumping through beryllium region. Plate has internal channels disposed through its length and provided with branch ducts alternately disposed through plate width. Branch ducts have outlets to plate surface contacting the sectors and made in the form of holes at inlet and outlet ends of branch ducts that communicate with respective pumping regions. Headers with branch tubes are not disposed in breeding region because supporting plates function as pumping headers.
EFFECT: improved sealing, facilitated assembly of system, ability of disposing tube joints on external end of module base plate.
1 cl, 3 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к области управляемого термоядерного синтеза (УТС), в частности к бридинговой зоне тритийвоспроизводящих модулей бланкета (ТМБ) термоядерного реактора.The present invention relates to the field of controlled thermonuclear fusion (TCB), in particular to the bridging zone of tritium-reproducing blanket modules (TMB) of a thermonuclear reactor.

Известна бридинговая зона тритийвопроизводящего модуля бланкета термоядерного реактора, выполненная из секторов, каждый из которых снабжен верхней и нижней опорными плитами и содержит зону литийсодержащей керамики в виде трубок с керамической засыпкой, бериллиевую зону в виде бериллиевой засыпки между трубками и коллекторы прокачки газа-носителя через упомянутые зоны (ITER Breeding Blanket Design, Assembly & Fabrication (Module 11) J. Mustoe, EFET/NNC, ITER Blanket Task Meeting, Garching 26th - 30th Jan 1998.)The known bridging zone of the tritium-producing module of the thermonuclear reactor blanket, made of sectors, each of which is equipped with upper and lower support plates and contains a zone of lithium-containing ceramics in the form of tubes with ceramic filling, a beryllium zone in the form of a beryllium filling between the tubes and collectors for pumping carrier gas through the aforementioned zones (ITER Breeding Blanket Design, Assembly & Fabrication (Module 11) J. Mustoe, EFET / NNC, ITER Blanket Task Meeting, Garching 26 th - 30 th Jan 1998.)

Бридинговая зона с трех сторон охвачена первой стенкой и закреплена на задней стенке. Сектора отделены друг от друга панелями охлаждения, а коллекторы прокачки газа-носителя через бериллиевую зону и зону литийсодержащей керамики проходят через всю бридинговую зону с подводкой к каждому сектору. При этом сектора не герметичны между собой, а в бридинговой зоне размещено по два коллектора для бериллиевой зоны и зоны литийсодержащей керамики и все сектора прокачиваются газом-носителем параллельно.The bridging zone is covered on three sides by the first wall and mounted on the rear wall. Sectors are separated from each other by cooling panels, and collectors for pumping carrier gas through the beryllium zone and the zone of lithium-containing ceramics pass through the entire breeding zone with supply to each sector. Moreover, the sectors are not tight to each other, and two collectors for the beryllium zone and the zone of lithium-containing ceramics are placed in the bridging zone, and all sectors are pumped in parallel by the carrier gas.

Недостаток известной бридинговой зоны заключается в сложности сборки модуля и его коллекторов и невозможности контроля герметичности трактов газа-носителя или наличия застойных зон, которые могли образоваться во время изготовления модуля.A disadvantage of the known bridging zone is the difficulty of assembling the module and its collectors and the inability to control the tightness of the carrier gas paths or the presence of stagnant zones that could form during the manufacture of the module.

Задачей настоящего изобретения является повышение надежности бридинговой зоны, а также упрощение конструкции и технологии изготовления модуля бланкета.The present invention is to improve the reliability of the bridging zone, as well as simplifying the design and manufacturing technology of the blanket module.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, заключается в том, что в предлагаемой конструкции отсутствует необходимость размещения коллекторов прокачки с отводными трубками в бридинговой зоне, так как опорные плиты, выполняя свои функции опорных элементов, служат коллекторами прокачки, что обеспечивает герметичность каждого сектора бридинговой зоны, упрощает ее установку и сборку системы прокачки газа-носителя, а также позволяет расположить и обеспечить герметичные соединения труб системы прокачки газа через бридинговую зону с внешней стороны силовой плиты модуля.The technical result that can be obtained by carrying out the invention is that in the proposed design there is no need to place pumping collectors with branch pipes in the bridging zone, since the base plates, performing their functions as supporting elements, serve as pumping collectors, which ensures the tightness of each sector of the bridging zone, simplifies its installation and assembly of the carrier gas pumping system, and also allows you to arrange and ensure tight connections of the pumping system pipes gas ki through the bridging zone on the outside of the power plate of the module.

Указанный технический результат достигается тем, что в известной бридинговой зоне тритийвоспроизводящего модуля бланкета термоядерного реактора, выполненной из секторов, каждый из которых снабжен верхней и нижней опорными плитами и содержит зону литийсодержащей керамики в виде трубок с керамической засыпкой, бериллиевую зону в виде бериллиевой засыпки между трубками и коллекторы прокачки газа-носителя через упомянутые зоны, каждая опорная плита представляет собой коллектор прокачки газа-носителя через зону литийсодержащей керамики и коллектор прокачки газа-носителя через бериллиевую зону, при этом внутри плиты выполнены каналы, расположенные по длине плиты и снабженные отводными каналами, расположенными по ширине плиты и чередующимися между собой, причем отводные каналы имеют выходы на контактирующую с сектором поверхность плиты, которые выполнены в виде отверстий в начале и в конце отводных каналов и соединены с соответствующими зонами прокачки.The specified technical result is achieved by the fact that in the known bridging zone of the tritium-reproducing module of the thermonuclear reactor blanket made of sectors, each of which is equipped with upper and lower support plates and contains a zone of lithium-containing ceramics in the form of tubes with a ceramic backfill, a beryllium zone in the form of a beryllium backfill between the tubes and collectors for pumping carrier gas through said zones, each base plate is a collector for pumping carrier gas through a zone of lithium-containing ceramics and a collector for pumping carrier gas through the beryllium zone, while inside the plate there are channels arranged along the length of the plate and provided with branch channels located along the width of the plate and alternating with each other, and the branch channels have exits to the plate surface contacting the sector, which are made in the form of holes at the beginning and at the end of the bypass channels and are connected to the respective pumping zones.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на на фиг.1 представлен тритийвоспроизводящий модуль бланкета с бридинговой зоной; на фиг.2 представлен вид сектора бридинговой зоны; на фиг.3 представлен вид опорной плиты.The invention is illustrated by drawings, where in Fig.1 shows a tritium-reproducing module blanket with bridging zone; figure 2 presents a view of the sector of the breeding zone; figure 3 presents a view of the base plate.

Бридинговая зона 1 тритийвоспроизводящего модуля бланкета термоядерного реактора с трех сторон окружена первой стенкой 2 и закреплена вместе с ней на задней стенке 3. Бридинговая зона 1 состоит из секторов 4, разделенных между собой панелями охлаждения 5. Каждый сектор 4 сверху и снизу ограничен опорными плитами 6, имеет бериллиевую зону 7 и зону литийсодержащей керамики 8. Зона литийсодержащей керамики 8 выполнена в виде трубок с керамической засыпкой. Концы трубок 8 закреплены в опорных плитах 6. Бериллиевая зона 7 выполнена в виде бериллиевой засыпки, заполняющей объем между трубок 8.The breeding zone 1 of the tritium-reproducing module of the thermonuclear reactor blanket is surrounded on three sides by the first wall 2 and fixed together with it on the rear wall 3. The breeding zone 1 consists of sectors 4 separated by cooling panels 5. Each sector 4 is bounded by base plates 6 above and below has a beryllium zone 7 and a zone of lithium-containing ceramics 8. The zone of lithium-containing ceramics 8 is made in the form of tubes with ceramic backfill. The ends of the tubes 8 are fixed in the base plates 6. The beryllium zone 7 is made in the form of a beryllium backfill filling the volume between the tubes 8.

Каждая опорная плита 6 представляет собой коллектор прокачки газа-носителя через бериллиевую зону 7 и коллектор прокачки газа-носителя через зону 8 литийсодержащей керамики. Внутри опорной плиты 6 выполнены каналы 9 и 10, расположенные по длине плиты 6. При этом канал 9 коллектора прокачки газа-носителя через бериллиевую зону 7 и канал 10 коллектора прокачки зоны 8 литийсодержащей керамики снабжены отводными каналами соответственно 11 и 12. Отводные каналы 11 и 12 обоих коллекторов расположены по ширине опорной плиты 6 и чередуются между собой. В начале отводных каналов 11 и 12, а также в их конце имеются выходы 13 и 14 на контактирующую с сектором поверхность опорной плиты 6, выполненные в виде отверстий. Отверстия 14 коллектора зоны литийсодержащей керамики соединены с трубками 8 данной зоны. При этом опорные плиты 6 каждого сектора 4 снабжены гибкими патрубками 15, соединяющими каналы 9 и 10 обоих коллекторов с системой прокачки газа-носителя через бридинговую зону.Each base plate 6 is a collector for pumping carrier gas through a beryllium zone 7 and a collector for pumping carrier gas through a zone 8 of lithium-containing ceramic. Inside the base plate 6, channels 9 and 10 are arranged along the length of the plate 6. Moreover, the channel 9 of the carrier gas pumping collector through the beryllium zone 7 and the channel 10 of the pumping manifold of zone 8 of the lithium-containing ceramic are equipped with branch channels 11 and 12, respectively. The branch channels 11 and 12 of both collectors are located across the width of the base plate 6 and alternate with each other. At the beginning of the outlet channels 11 and 12, as well as at their end, there are outputs 13 and 14 on the surface of the base plate 6 in contact with the sector, made in the form of holes. The holes 14 of the collector of the lithium-containing ceramic zone are connected to the tubes 8 of this zone. The base plates 6 of each sector 4 are equipped with flexible nozzles 15 connecting the channels 9 and 10 of both collectors with a system for pumping carrier gas through the bridging zone.

Сборку и монтаж бридинговой зоны тритийвоспроизводящего модуля бланкета термоядерного реактора осуществляют следующим образом.The assembly and installation of the bridging zone of the tritium-reproducing module of the blanket of a thermonuclear reactor is as follows.

В каждый сектор 4 вставляется сборка, представляющая собой зону 8 литийсодержащей керамики в виде трубок с керамической засыпкой, закрепленных в опорных плитах 6 с гибкими патрубками 15. Далее каждый сектор 4 заполняется бериллиевой засыпкой 7 и заваривается задней стенкой 3, образуя бридинговую зону с герметичными секторами 4. При этом гибкие патрубки 15 выводятся через заднюю стенку 3 наружу и соединяются с системой прокачки газа-носителя.An assembly is introduced into each sector 4, which is a zone 8 of lithium-containing ceramics in the form of ceramic-filled tubes fixed in base plates 6 with flexible nozzles 15. Next, each sector 4 is filled with a beryllium backfill 7 and welded with a back wall 3, forming a breeding zone with sealed sectors 4. In this case, the flexible nozzles 15 are discharged through the rear wall 3 to the outside and are connected to the carrier gas pumping system.

Бридинговая зона тритийвоспроизводящего модуля бланкета термоядерного реактора функционирует следующим образом.The bridging zone of the tritium-reproducing module of the blanket of a thermonuclear reactor operates as follows.

В термоядерном реакторе зажигают плазму. Тритийвоспроизводящие модули бланкета работают в условиях циклического нагружения при изменении плотности теплового потока плазмы от нуля до нескольких МВт/м2. От воздействия теплового и нейтронного излучения плазмы модули бланкета разогреваются.Plasma is ignited in a fusion reactor. Tritium-reproducing blanket modules operate under cyclic loading when the plasma heat flux density changes from zero to several MW / m 2 . From the effects of thermal and neutron radiation of the plasma, the blanket modules are heated.

Под действием нейтронного потока в бридинговой зоне в процессе реакции деления происходит выделение трития. От системы прокачки газ через патрубки 15 поступает к нижней опорной плите 6 в секторе 4. От одного патрубка 15 газ проходит в канал 10 коллектора прокачки зоны 8 литийсодержащей керамики, а от второго патрубка 15 - в канал 9 коллектора прокачки газа через бериллиевую зону 7. Из канала 9 по отводным каналам 11 через отверстия 13 на поверхности плит 6 газ поступает в бериллиевую зону 7, проходит по материалу размножителя, собирает выделяемый тритий и через отверстия 13 в верхней плите 6 по отводным каналам 11 поступает в канал 9. Затем газ, насыщенный тритием, из коллектора прокачки бериллиевой зоны 7 одного сектора 4 по патрубку 15 проходит через заднюю стенку 3 и поступает в верхний патрубок 15, соединенный с каналом 9 коллектора прокачки через бериллиевую зону 7 в верхней опорной плите 6 следующего сектора 4. Далее прокачиваемый газ последовательно проходит через материал размножителя всех секторов 4 бридинговой зоны и отводится системой прокачки к бридинговой зоне следующего модуля бланкета. Газ, проходящий по коллектору прокачки через зону литийсодержащей керамики по каналу 10, отводным каналам 12, через отверстия 14 в нижней плите 6 поступает в трубки 8, проходит по материалу литийсодержащей керамики, собирает выделяемый тритий и через отверстия 14 в верхней плите 6 по отводным каналам 11 поступает в канал 10. Затем газ поступает в верхний патрубок 15, соединенный с каналом 10 коллектора прокачки через зону 8 в верхней плите 6 следующего сектора 4.Under the influence of a neutron flux in the bridging zone, tritium is released during the fission reaction. From the pumping system, gas flows through the nozzles 15 to the lower base plate 6 in sector 4. From one nozzle 15, gas passes into the channel 10 of the pumping manifold of zone 8 of lithium-containing ceramics, and from the second pipe 15 to the channel 9 of the collector of gas pumping through the beryllium zone 7. From channel 9, through the outlet channels 11, through the openings 13 on the surface of the plates 6, gas enters the beryllium zone 7, passes through the multiplier material, collects the released tritium, and through the openings 13 in the upper plate 6 through the outlet channels 11 enters the channel 9. Then, the saturated gas tritium , from the pumping manifold of the beryllium zone 7 of one sector 4 through the pipe 15 passes through the rear wall 3 and enters the upper pipe 15 connected to the channel 9 of the pumping manifold through the beryllium zone 7 in the upper base plate 6 of the next sector 4. Next, the pumped gas passes through the material of the breeder of all sectors 4 of the bridging zone and is diverted by the pumping system to the bridging zone of the next blanket module. Gas passing through the pumping manifold through the zone of lithium-containing ceramics through channel 10, by-pass channels 12, through holes 14 in the lower plate 6 enters the tubes 8, passes through the material of lithium-containing ceramics, collects the released tritium and through the holes 14 in the upper plate 6 through the by-pass channels 11 enters the channel 10. Then the gas enters the upper pipe 15 connected to the channel 10 of the pumping manifold through zone 8 in the upper plate 6 of the next sector 4.

Таким образом, расширяя функциональные возможности опорных плит, предлагаемое изобретение позволяет изготовить модуль бланкета с бридинговой зоной, состоящей из герметичных секторов, в которых коллекторы прокачки не занимают рабочий объем бридинговой зоны.Thus, expanding the functionality of the base plates, the present invention allows the manufacture of a blanket module with a bridging zone, consisting of sealed sectors in which pumping collectors do not occupy the working volume of the bridging zone.

Кроме того, предлагаемая конструкция упрощает установку и сборку самой бридинговой зоны, а также системы прокачки газа-носителя, что позволяет расположить и обеспечить герметичные соединения труб системы прокачки газа через бридинговую зону с внешней стороны задней стенки модуля.In addition, the proposed design simplifies the installation and assembly of the bridging zone itself, as well as the carrier gas pumping system, which makes it possible to arrange and provide tight connections for the pipes of the gas pumping system through the bridging zone on the outside of the rear wall of the module.

Claims (1)

Бридинговая зона тритийвоспроизводящего модуля бланкета термоядерного реактора, выполненная из секторов, каждый из которых снабжен верхней и нижней опорными плитами и содержит зону литийсодержащей керамики в виде трубок с керамической засыпкой, бериллиевую зону в виде бериллиевой засыпки между трубками и коллекторы прокачки газа-носителя через упомянутые зоны, отличающаяся тем, что каждая опорная плита представляет собой коллектор прокачки газа-носителя через зону литийсодержащей керамики и коллектор прокачки газа-носителя через бериллиевую зону, при этом внутри плиты выполнены каналы, расположенные по длине плиты и снабженные отводными каналами, расположенными по ширине плиты и чередующимися между собой, причем отводные каналы имеют выходы на контактирующую с сектором поверхность плиты, которые выполнены в виде отверстий в начале и в конце отводных каналов и соединены с соответствующими зонами прокачки.The bridging zone of the tritium-reproducing module of the thermonuclear reactor blanket, made up of sectors, each of which is equipped with upper and lower support plates and contains a zone of lithium-containing ceramics in the form of tubes with a ceramic backfill, a beryllium zone in the form of a beryllium backfill between the tubes and collectors for pumping carrier gas through the above-mentioned zones characterized in that each base plate is a collector for pumping carrier gas through a zone of lithium-containing ceramics and a collector for pumping carrier gas through b a ryllium zone, while inside the plate there are channels arranged along the length of the plate and provided with branch channels located along the width of the plate and alternating with each other, and the branch channels have exits to the surface of the plate in contact with the sector, which are made in the form of holes at the beginning and at the end outlet channels and connected to the respective pumping zones.
RU2003105363/06A 2003-02-25 2003-02-25 Breeding region of fusion reactor tritium-breeding blanket module RU2251753C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003105363/06A RU2251753C2 (en) 2003-02-25 2003-02-25 Breeding region of fusion reactor tritium-breeding blanket module

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003105363/06A RU2251753C2 (en) 2003-02-25 2003-02-25 Breeding region of fusion reactor tritium-breeding blanket module

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2003105363A RU2003105363A (en) 2004-09-10
RU2251753C2 true RU2251753C2 (en) 2005-05-10

Family

ID=35747177

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003105363/06A RU2251753C2 (en) 2003-02-25 2003-02-25 Breeding region of fusion reactor tritium-breeding blanket module

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2251753C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU188575U1 (en) * 2018-09-13 2019-04-17 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" BRIDING ZONE OF THE THERMO-NUCLEAR REACTOR
CN112259261A (en) * 2020-10-23 2021-01-22 核工业西南物理研究院 Fusion reactor water-cooling liquid lithium lead tritium production blanket module shunting system

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ITER Breeding Blanket Design, Assembly & Fabrication (Modul 11) J Mustoe, EFET/NNC, ITER Blanket Task Meeting, Garching 26 - 30 Jan 1998. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU188575U1 (en) * 2018-09-13 2019-04-17 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" BRIDING ZONE OF THE THERMO-NUCLEAR REACTOR
CN112259261A (en) * 2020-10-23 2021-01-22 核工业西南物理研究院 Fusion reactor water-cooling liquid lithium lead tritium production blanket module shunting system
CN112259261B (en) * 2020-10-23 2022-05-17 核工业西南物理研究院 Fusion reactor water-cooling liquid lithium lead tritium production blanket module shunting system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100414246C (en) Heat exchanger
RU2099663C1 (en) Heat exchanger
US20080210413A1 (en) Heat Exchanger
SU1026661A3 (en) Case-and-tube heat exchanger
RU2251753C2 (en) Breeding region of fusion reactor tritium-breeding blanket module
CN114838611A (en) High-temperature heat exchange and heat storage unit, structure and device
US20110240008A1 (en) Solar Receiver for Electric Power Conversion System
US4155981A (en) Rectangular cell honeycomb chemical converter-heat exchanger
US4206746A (en) Spiral-passage heat exchanger
JP2020524773A (en) Energy storage
CN109599640B (en) Liquid heat management scheme for cylindrical power battery module
RU2212718C1 (en) Tritium breeding module of thermonuclear reactor blanket
CN109520155B (en) Heat collection module, heat collection device and tower type solar power generation system
Chubb et al. Design of a small thermochemical receiver for solar thermal power
RU2394184C2 (en) Steam waste-heat boiler by sien
US6051777A (en) Double opposite-end tubesheet design for a thermovoltaic energy converter
KR200170637Y1 (en) Apparatus for collecting heat from sun
RU2210819C1 (en) Tritium-breeding module of thermonuclear reactor blanket
SU1633234A1 (en) Hot-water boiler
RU2127853C1 (en) Installation for hot-water heating and/or hot water supply
SU1553781A1 (en) Utilization boiler with natural circulation
RU2341750C1 (en) Heat exchanger
US20220051816A1 (en) Heat exchanger configuration for nuclear reactor
RU1819475C (en) Segment of blanket of thermonuclear reactor
RU2161288C1 (en) Water preheating plant for heating or hot water supply systems

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20080226