RU2640407C1 - Термоядерный реактор - Google Patents
Термоядерный реактор Download PDFInfo
- Publication number
- RU2640407C1 RU2640407C1 RU2016145575A RU2016145575A RU2640407C1 RU 2640407 C1 RU2640407 C1 RU 2640407C1 RU 2016145575 A RU2016145575 A RU 2016145575A RU 2016145575 A RU2016145575 A RU 2016145575A RU 2640407 C1 RU2640407 C1 RU 2640407C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- blanket
- flexible support
- flexible
- module
- supports
- 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
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21B—FUSION REACTORS
- G21B1/00—Thermonuclear fusion reactors
- G21B1/11—Details
- G21B1/17—Vacuum chambers; Vacuum systems
-
- 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)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Plasma Technology (AREA)
Abstract
Изобретение относится к термоядерной технике и используется при создании энергетических термоядерных установок типа токамак. Термоядерный реактор содержит вакуумный корпус и соединенные с ним посредством гибких опор модули бланкета. Гибкие опоры дополнительно выполняют функции электрических соединителей, при этом опоры выполнены из материала с высокой электропроводностью. Каждая гибкая опора одним концом закреплена на вакуумном корпусе, а другим - на модуле бланкета, оба закрепленных конца каждой гибкой опоры обращены к модулю бланкета, а сама гибкая опора выполнена из двух полых цилиндрических элементов, вложенных один в другой и перфорированных продольными прорезями в части, свободной от креплений, концы полых цилиндрических элементов, противоположные закрепленным концам, соединены электрически и механически. Техническим результатом является отведение вихревых токов от модуля бланкета термоядерного реактора с одновременным исключением из состава бланкета электрических соединителей и уменьшением затесненности стороны модуля бланкета, обращенной к вакуумному корпусу. 1 ил.
Description
Изобретение относится к термоядерной технике и используется при создании энергетических термоядерных установок типа токамак.
Из уровня техники известен термоядерный реактор, содержащий вакуумный корпус и соединенные с ним посредством гибких опор с крепежными элементами и электрических соединителей защитные модули бланкета (A.Rene Raffray, Mario Merola. Overview of the design and R&D of the ITER blanket system. Fusion Engineering and Design, 87 (2012), page 769-776). Опоры с крепежными элементами осуществляют механическое соединение, а электросоединители - электрическое.
В известном термоядерном реакторе опора предназначена для крепления модуля бланкета на вакуумном корпусе термоядерного реактора с восприятием сжимающей и растягивающей составляющих от внешней нагрузки. Электрический соединитель предназначен для отведения тока от модуля бланкета к вакуумному корпусу реактора. Для предотвращения протекания по опоре электрического тока на ряд поверхностей нескольких крепежных деталей опоры нанесено электроизоляционное покрытие. Включение в состав опоры электроизоляционного покрытия требует дополнительных технологических операций по нанесению электроизолирующего покрытия, кроме того, на покрытие накладываются условия сохранения целостности и работоспособности в вакууме при меняющихся температурных полях и больших ударных нагрузках, что приводит к усложнению конструкции опоры и необходимости соблюдения ряда требований по обращению с конструктивными элементами с электроизоляционным покрытием на всех этапах жизненного цикла изделия, позволяющих сохранить целостность и электроизоляционные свойства покрытия, и, следовательно, к снижению надежности опорного узла. Кроме того, указанные покрытия не позволяют отводить от модулей бланкета вихревые токи, которые наводятся в модулях при срывах плазмы во время работы термоядерного реактора, и для этих целей требуется использовать специальное устройство - электрический соединитель, который устанавливают между вакуумным корпусом реактора и модулем бланкета с обеспечением контакта соединителя с корпусом и с модулем бланкета. Кроме опор на стороне защитных модулей бланкета, обращенной к вакуумному корпусу, располагаются патрубки подвода и отвода теплоносителя, электроизолирующие накладки, коллекторы теплоносителя, кабели и датчики диагностических систем, таким образом, вся тыльная часть защитного модуля оказывается занятой. Для модулей термоядерного реактора следующего поколения, имеющих не только защитные функции (с воспроизводством трития, с дожиганием долгоживущих актинидов, с обогащением тяжелых элементов, исследовательских, материаловедческих и др.), потребуется подведение соответствующих дистанционно обслуживаемых трактов, на узлы стыковки которых при сохранении текущей схемы крепления модуля места не остается.
Недостатками известного термоядерного реактора являются: необходимость установки электрических соединителей для отведения вихревых токов от модулей бланкета и необходимость введения в состав опор конструктивных элементов с электроизоляционным покрытием.
Необходимость установки электрических соединителей снижает надежность реактора по причине увеличения числа включенных в его состав элементов и создает затесненность на стороне модуля, обращенной к вакуумному корпусу.
Необходимость введения в состав опор конструктивных элементов с электроизоляционным покрытием приводит к снижению надежности реактора, поскольку в составе опорных узлов увеличено число конструктивных элементов и в конструкции части из них должно присутствовать электроизоляционное покрытие, предъявляющее особые требования к конструкции и обращению с ним. Этот недостаток также приводит к увеличенной затесненности в зоне крепления модуля, поскольку конструкция опорных узлов, в составе которых имеются конструктивные элементы с электроизоляционным покрытием, занимает больше места и усложняет конструкцию модулей, в пространствах которых располагаются детали с электроизоляционным покрытием, поскольку поверхности с электроизоляционным покрытием для обеспечения финишной обработки покрытия должны быть только линейчатыми (плоскость, цилиндр, конус) и они требуют особого конструктивного оформления с добавлением канавок, фасок, переходных поверхностей и т.п.
Задачей настоящего изобретения является создание термоядерного реактора, обладающего повышенной надежностью.
Техническим результатом настоящего изобретения является отведение вихревых токов от модуля бланкета термоядерного реактора при одновременном исключении из состава бланкета электрических соединителей и уменьшением затесненности стороны модуля бланкета, обращенной к вакуумному корпусу.
Технический результат достигается тем, что в термоядерном реакторе, содержащем вакуумный корпус и соединенные с ним посредством гибких опор модули бланкета, каждая гибкая опора одним концом закреплена на вакуумном корпусе, а другим - на модуле бланкета.
Согласно изобретению гибкие опоры дополнительно выполняют функции электрических соединителей, при этом опоры выполнены из материала с высокой электропроводностью, а оба закрепленных конца каждой гибкой опоры обращены к модулю бланкета, сама гибкая опора выполнена из двух полых цилиндрических элементов, вложенных один в другой и перфорированных продольными прорезями в части, свободной от креплений, концы полых цилиндрических элементов, противоположные закрепленным концам, соединены электрически и механически.
Выполнение описанных элементов термоядерного реактора указанным образом позволяет исключить применение электроизоляционного покрытия в конструкции опор, а выполнение опоры из материала с высокой электропроводностью позволяет отвести вихревые токи от модуля бланкета термоядерного реактора без использования дополнительного оборудования (электрических соединителей), а также снизить энерговыделение в опоре и соответственно температуру опоры, что в совокупности обеспечивает упрощение конструкции термоядерного реактора и, как следствие, повышение его надежности. Однако при перенесении функций электросоединителя на гибкую опору на нее начинают дополнительно воздействовать поперечные силы, возникающие при взаимодействии тока с магнитным полем реактора. Для компенсации поперечных сил гибкая опора выполняется в виде двух вложенных один в другой перфорированных цилиндрических элементов, что дает возможность организовать встречное течение электрического тока по ним, что, в свою очередь, позволяет скомпенсировать поперечные силы, действующие на опору при взаимодействии тока с магнитным полем реактора, так как результирующее усилие от двух равных противоположно направленных сил будет равно нулю. Компенсация поперечных усилий внутри опоры позволяет снизить уровень напряжений в опоре, увеличив ее нагрузочную способность и надежность.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором представлен термоядерный реактор в части соединения вакуумного корпуса с модулем бланкета (продольный разрез).
Термоядерный реактор содержит вакуумный корпус 1 и модуль бланкета 2, соединенный с ним посредством гибкой опоры 3. Опора 3 одним концом закреплена на модуле бланкета 2 с образованием механического и электрического соединения. Другой конец гибкой опоры 3 соединен с вакуумным корпусом 1 термоядерного реактора. Оба закрепленных конца гибкой опоры 3 обращены к модулю бланкета 2, а сама гибкая опора 3 выполнена из двух полых цилиндрических элементов, вложенных один в другой и перфорированных прорезями, протяженными в осевом направлении в части, свободной от креплений. Концы полых цилиндрических элементов, противоположные закрепленным концам, соединены электрически и механически тем или иным известным способом (например, пайка, сварка, спаяная резьба) либо вся опора выполнена из цельной заготовки. Гибкая опора 3 выполнена из материала с высокой электропроводностью, например из хромциркониевой бронзы, и дополнительно выполняет функции электрического соединителя.
Заявляемый термоядерный реактор работает следующим образом.
В процессе работы термоядерного реактора на модуль бланкета 2 действуют токи и динамические нагрузки от срывов плазмы. Модуль 2 должен быть надежно закреплен на вакуумном корпусе 1 термоядерного реактора с компенсацией сжимающих и растягивающих составляющих внешней нагрузки. Кроме того, требуется иметь надежный электрический контакт между модулем 2 и корпусом реактора 1 для отведения вихревых токов от модуля 2 к вакуумному корпусу 1.
Гибкая опора 3 выполняет функцию крепления модуля бланкета 2 на вакуумном корпусе 1, при этом сжимающая или растягивающая составляющая усилия внешних нагрузок от модуля бланкета 2 через соединение передается на гибкую опору 3, а от нее через второе соединение - на вакуумный корпус 1 известным из уровня техники способом.
Так как гибкая опора 3 выполнена из материала с высокой электропроводимостью, кроме передачи сжимающей и растягивающей составляющей усилия, она отводит электрический ток от модуля бланкета 2 к вакуумному корпусу 1. Электрический ток от модуля бланкета 2 течет в соединенный с ним цилиндрический перфорированный элемент 4 гибкой опоры 3. От указанного перфорированного элемента 4 ток течет к другому перфорированному элементу 5 через место их соединения. От второго элемента 5 ток течет в вакуумный корпус 1 через место присоединения гибкой опоры. При этом ток течет по близко расположенным перфорированным элементам 4 и 5 во встречных направлениях, что позволяет компенсировать поперечные силы, возникающие при взаимодействии тока с магнитным полем реактора и действующие на опору в целом, т.к. результирующее усилие от двух равных противоположно направленных сил будет равно нулю.
Сжимающая и растягивающая нагрузки воспринимаются перфорированными элементами гибкой опоры 3, поскольку перфорация выполнена прорезями, протяженными в направлении действия этой составляющей нагрузки (в осевом направлении). В направлении, поперечном осевому, опора 3 является податливой (гибкой), поскольку в части, свободной от креплений, перфорированные элементы опоры представляют собой совокупность стержней, имеющих возможность изгибаться.
Claims (3)
- Термоядерный реактор, содержащий вакуумный корпус и соединенные с ним посредством гибких опор модули бланкета, каждая гибкая опора одним концом закреплена на вакуумном корпусе, а другим - на модуле бланкета,
- отличающийся тем, что
- гибкие опоры дополнительно выполняют функции электрических соединителей, при этом опоры выполнены из материала с высокой электропроводностью, а оба закрепленных конца каждой гибкой опоры обращены к модулю бланкета, сама гибкая опора выполнена из двух полых цилиндрических элементов, вложенных один в другой и перфорированных продольными прорезями в части, свободной от креплений, концы полых цилиндрических элементов, противоположные закрепленным концам, соединены электрически и механически.
Priority Applications (8)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016145575A RU2640407C1 (ru) | 2016-11-21 | 2016-11-21 | Термоядерный реактор |
CN201780072068.2A CN110024045B (zh) | 2016-11-21 | 2017-10-17 | 热核反应器 |
US16/348,677 US10818399B2 (en) | 2016-11-21 | 2017-10-17 | Thermonuclear reactor |
PCT/RU2017/000762 WO2018093294A1 (ru) | 2016-11-21 | 2017-10-17 | Термоядерный реактор |
ES17870819T ES2896775T3 (es) | 2016-11-21 | 2017-10-17 | Reactor termonuclear |
KR1020197011740A KR102032470B1 (ko) | 2016-11-21 | 2017-10-17 | 핵융합 반응기 |
EP17870819.4A EP3544021B1 (en) | 2016-11-21 | 2017-10-17 | Thermonuclear reactor |
JP2019527176A JP6661840B2 (ja) | 2016-11-21 | 2017-10-17 | 熱核融合炉 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016145575A RU2640407C1 (ru) | 2016-11-21 | 2016-11-21 | Термоядерный реактор |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2640407C1 true RU2640407C1 (ru) | 2018-01-09 |
Family
ID=60965415
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016145575A RU2640407C1 (ru) | 2016-11-21 | 2016-11-21 | Термоядерный реактор |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10818399B2 (ru) |
EP (1) | EP3544021B1 (ru) |
JP (1) | JP6661840B2 (ru) |
KR (1) | KR102032470B1 (ru) |
CN (1) | CN110024045B (ru) |
ES (1) | ES2896775T3 (ru) |
RU (1) | RU2640407C1 (ru) |
WO (1) | WO2018093294A1 (ru) |
Cited By (1)
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 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2212718C1 (ru) * | 2002-07-15 | 2003-09-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский и конструкторский институт энерготехники им. Н.А.Доллежаля" | Тритийвоспроизводящий модуль бланкета термоядерного реактора |
WO2012064767A1 (en) * | 2010-11-08 | 2012-05-18 | Lawrence Livermore National Security, Llc | Inertial confinement fusion chamber |
WO2016087726A1 (fr) * | 2014-12-05 | 2016-06-09 | Atmostat | Composant pour une structure à grande dimension et procédé d'assemblage |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3243475B2 (ja) * | 1992-11-26 | 2002-01-07 | 明宏 藤村 | 核融合装置 |
JP3829169B2 (ja) | 1998-12-08 | 2006-10-04 | 独立行政法人 日本原子力研究開発機構 | 中心ソレノイドコイルの支持装置 |
RU2220463C2 (ru) * | 2001-10-23 | 2003-12-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский и конструкторский институт энерготехники им. Н.А. Доллежаля" | Термоядерный реактор |
RU2268506C1 (ru) * | 2004-06-11 | 2006-01-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский и конструкторский институт энерготехники им. Н.А. Доллежаля" | Устройство для крепления модуля бланкета на вакуумном корпусе термоядерного реактора |
CN2914257Y (zh) * | 2006-05-18 | 2007-06-20 | 中国科学院等离子体物理研究所 | 超导托卡马克装置放电真空室内部部件的安装结构 |
CN201549241U (zh) * | 2009-09-10 | 2010-08-11 | 中国科学院等离子体物理研究所 | 超导托卡马克装置偏滤器部件的联接结构 |
RU118099U1 (ru) * | 2011-12-29 | 2012-07-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Устройство для крепления модуля бланкета на вакуумном корпусе термоядерного реактора |
RU2491663C1 (ru) * | 2012-02-17 | 2013-08-27 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Устройство для крепления модуля бланкета на вакуумном корпусе термоядерного реактора |
RU2563975C1 (ru) * | 2014-07-23 | 2015-09-27 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Электроизолирующее устройство для крепления модуля бланкета на вакуумном корпусе термоядерного реактора |
RU2594490C1 (ru) * | 2015-07-06 | 2016-08-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Устройство для крепления модуля бланкета на вакуумном корпусе термоядерного реактора |
-
2016
- 2016-11-21 RU RU2016145575A patent/RU2640407C1/ru active IP Right Revival
-
2017
- 2017-10-17 ES ES17870819T patent/ES2896775T3/es active Active
- 2017-10-17 US US16/348,677 patent/US10818399B2/en active Active
- 2017-10-17 KR KR1020197011740A patent/KR102032470B1/ko active IP Right Grant
- 2017-10-17 JP JP2019527176A patent/JP6661840B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2017-10-17 WO PCT/RU2017/000762 patent/WO2018093294A1/ru active Application Filing
- 2017-10-17 EP EP17870819.4A patent/EP3544021B1/en active Active
- 2017-10-17 CN CN201780072068.2A patent/CN110024045B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2212718C1 (ru) * | 2002-07-15 | 2003-09-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский и конструкторский институт энерготехники им. Н.А.Доллежаля" | Тритийвоспроизводящий модуль бланкета термоядерного реактора |
WO2012064767A1 (en) * | 2010-11-08 | 2012-05-18 | Lawrence Livermore National Security, Llc | Inertial confinement fusion chamber |
WO2016087726A1 (fr) * | 2014-12-05 | 2016-06-09 | Atmostat | Composant pour une structure à grande dimension et procédé d'assemblage |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
L.M. Giancarli et al. / Fusion Engineering and Design 87 (2012), p. 395-402. * |
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 |
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 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR102032470B1 (ko) | 2019-10-15 |
CN110024045A (zh) | 2019-07-16 |
US20190272926A1 (en) | 2019-09-05 |
WO2018093294A1 (ru) | 2018-05-24 |
JP2020501128A (ja) | 2020-01-16 |
JP6661840B2 (ja) | 2020-03-11 |
CN110024045B (zh) | 2021-10-08 |
ES2896775T3 (es) | 2022-02-25 |
KR20190069447A (ko) | 2019-06-19 |
EP3544021A1 (en) | 2019-09-25 |
EP3544021A4 (en) | 2020-06-10 |
US10818399B2 (en) | 2020-10-27 |
EP3544021B1 (en) | 2021-08-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Lim et al. | Design of the ITER PF coils | |
CN101331365A (zh) | 电模块 | |
RU2640407C1 (ru) | Термоядерный реактор | |
CN106298115B (zh) | 一种水冷电阻模块 | |
JP6371420B2 (ja) | バッテリモジュールおよびバッテリモジュールの信号収集ユニット | |
US20180262120A1 (en) | Converter valve | |
RU127992U1 (ru) | Первая стенка термоядерного реактора | |
CN205723706U (zh) | 低压动力电池包 | |
Bauer et al. | Key components of the ITER magnet feeders | |
CN103259388B (zh) | 模块化功率单元及逆变器 | |
CN101944414A (zh) | 高功率脉冲线性假负载 | |
CN204333537U (zh) | 导电转接排、转接端子及焊机 | |
RU2728543C1 (ru) | Гибко собираемый конденсаторный модуль с твердым кожухом и система | |
CN109586244A (zh) | 一种用于断路器的igbt全桥对称低感模块 | |
CN102549864A (zh) | 垂直电母线排支承系统 | |
CN206363893U (zh) | 一种大容量mlcc电容阵列板 | |
CN220475602U (zh) | 电气功率柜及电气设备 | |
CN206236887U (zh) | 一种连接器的通用固定模块 | |
CN216598166U (zh) | 母线连接结构和风力发电设备 | |
CN208046429U (zh) | 功率模块、变流器及风力发电机组 | |
CN203660149U (zh) | 一种电子线束连接器的插头 | |
CN218677750U (zh) | 一种新型耐高温通讯连接器 | |
CN106410449B (zh) | 一种探头连接装置 | |
KR101349371B1 (ko) | 유연한 초전도 전류리드 | |
CN108735485B (zh) | 一体式互感器 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20191122 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20201211 |