СИСТЕМА ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ЭНЕРГИИ ТЕРМОЯДЕРНОГО РЕАКТОРА ТИПА ТОКАМАК Советский патент 1996 года по МПК G21B1/00 

Изобретение относится к ядерной технике и может быть применено в термоядерных установках с жидкометаллическим охлаждением.

Целью изобретения является повышение надежности за счет уменьшения давления теплоносителя в каналах бланкета термоядерного реактора.

Поставленная цель достигается за счет того, что в системе преобразования энергии термоядерного реактора типа ТОКАМАК, содержащей бланкет реактора с каналами охлаждения жидкометаллическим теплоносителем, напорную и сливную аккумулирующие емкости, парогенератор, циркуляционный насос, входной и выходной коллекторы каналов охлаждения бланкета, напорный патрубок циркуляционного насоса соединен с входным коллектором, расположенным выше выходного коллектора, при этом выходной коллектор сообщен с последовательно соединенными и размещенными в порядке уменьшения высоты установки напорной аккумулирующей емкостью, парогенератором и сливной аккумулирующей емкостью, у нижнего днища которой размещено колесо циркуляционного насоса.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется принципиальной схемой, приведенной на чертеже.

Термоядерная электрическая установка содержит бланкет реактора, включающий камеру 1 термоядерного реактора типа ТОКАМАК с каналами 2 охлаждения жидкометаллическим теплоносителем (свинцом или эвтектическим сплавом свинец-висмут, имеющим существенно высокую плотность около 10⁴ кг/м³). Нижний выходной "горячий" коллектор 3, объединяющий каналы охлаждения бланкета, сообщен трубопроводом с напорной аккумулирующей емкостью 4, расположенной ниже выходного коллектора 3. Выходной штуцер аккумулирующей емкости 4 сообщен с расположенными ниже емкости 4 пароперегревательной 5 и испарительной 6 секциями парогенератора. Последняя в свою очередь соединена с расположенной ниже сливной аккумулирующей емкостью 7, одновременно выполняющей функции компенсатора объема. В емкости 7 установлен главный циркуляционный насос 8 с рабочим колесом 9, напорный патрубок которого сообщен трубопроводом с верхним входным коллектором 10 каналов 2 охлаждения бланкета реактора.

Работа предлагаемого технического решения осуществляется следующим образом.

Циркуляция теплоносителя по контуру ЖМТ производится с напора колеса 9 главного циркуляционного насоса 8 при температуре 260-300^оС в верхний напорный коллектор 10, являющийся верхней точкой контура. Далее теплоноситель сливается самотеком через каналы 2 охлаждения бланкета и, нагреваясь до 500-600^оС, поступает в выходной "горячий" коллектор 3 (верхние значения температур приняты для свинцового теплоносителя, нижние для эвтектического сплава свинец-висмут). Далее теплоноситель проходит последовательно напорную аккумулирующую емкость пароперегревателя 5, и испаритель 6 парогенератора, отдавая тепло рабочему телу, и далее сливается в объем емкости, откуда поступает на всос насоса. Давление теплоносителя на напоре насоса (в м.ст. жидкости) равно сумме высоты Н_r (равной разности высотных отметок входного напорного коллектора 10 до всоса насоса 8 обеспечивается самосливом за счет статического напора столба теплоносителя от входного коллектора бланкета до свободного уровня в сливной емкости. При этом давление в каналах 2 бланкета реактора минимальное во входном коллекторе и во входных участках каналов при отсутствии магнитного поля оно составляет 0,11-0,3 МПа (абс.), примерно такая же величина давления в выходном "горячем" коллекторе и во всех участках каналов 2. Величина гидравлических потерь на участках каналов 2 компенсируется изменением статической величины давления на участке.

Использование: ядерная техника. Сущность изобретения: система преобразования энергии содержит контур охлаждения, включающий бланкет термоядерного реактора типа ТОКАМАК с каналами охлаждения жидкометаллическим теплоносителем, например свинцом или расплавами на его основе. В состав системы входят также напорная и сливная аккумулирующие емкости, парогенератор, циркуляционный насос, входной и выходной коллекторы. Напорный патрубок насоса сообщен с верхним входным коллектором каналов охлаждения бланкета. Нижний выходной коллектор сообщен с напорной аккумулирующей емкостью, расположенной ниже выходного коллектора, но выше последовательно расположенных парогенератора, сливной аккумулирующей емкости и колеса циркуляционного насоса. 1 ил.

СИСТЕМА ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ЭНЕРГИИ ТЕРМОЯДЕРНОГО РЕАКТОРА ТИПА ТОКАМАК, содержащая бланкет реактора с каналами охлаждения жидкометаллическим теплоносителем, напорную и сливную аккумулирующие емкости, парогенератор, циркуляционный насос, входной и выходной коллекторы каналов охлаждения бланкета, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности работы за счет уменьшения давления в каналах бланкета, напорный патрубок циркуляционного насоса соединен с входным коллектором, расположенным выше выходного коллектора, при этом выходной коллектор сообщен с последовательно соединенными и размещенными в порядке уменьшения высоты установки напорной аккумуллирующей емкостью, парогенератором и сливной аккумулирующей емкостью, у нижнего днища которой размещено колесо циркуляционного насоса.