СЕГМЕНТ БЛАНКЕТА ТЕРМОЯДЕРНОГО РЕАКТОРА Советский патент 1995 года по МПК G21B1/00 

Изобретение относится к технике управляемого термоядерного синтеза, а конкретнее к конструкции сегмента бланкета термоядерного реактора (ТЯР).

Цель изобретения повышение надежности сегмента бланкета путем исключения размещения сварных соединений труб с коллектором в бридинговой зоне и отнесения силового сварного шва крепления первой стенки из зоны максимальных нейтронных потоков, а также упрощение конструкции сегмента и уменьшение его массо-габаритных характеристик.

На фиг.1 изображен поперечный разрез сегмента бланкета; на фиг.2 поперечный разрез первой стенки и сборно-раздающего коллектора; на фиг.3 поперечный разрез сборно-раздающего коллектора и силовой сварной шов крепления первой стенки; на фиг.4 продольный разрез сборно-раздающего коллектора.

Сегмент бланкета включает первую стенку 1, боковые стенки 2 и 3, бридинговую зону 4, блок железо-водной защиты 5, коллекторы первой стенки, встроенные в боковые стенки сегмента и включающие в себя подводящие трубопроводы 6 и 7, раздающие камеры 8 и 9, трубы 10 и 11 первой стенки, силовой сварной шов 12 крепления первой стенки, сборные камеры 13 и 14, отводящие трубопроводы 15 и 16.

Сегмент бланкета работает следующим образом.

Излучение плазмы, образующееся в камере ТЯР, воздействует на весь сегмент. При этом первая стенка 1 воспринимает нейтронный поток и, частично поглощая его, нагревается. Нейтронный поток плазмы, проникая через первую стенку 1, попадает в бридинговый материал и поглощается, вызывая ядерные реакции образования трития.

Для обеспечения работоспособности сегмента бланкета его первую стенку 1 и боковые стенки 2 и 3 охлаждают теплоносителем, который поступает от внешней системы охлаждения через подводящий трубопровод 6 в раздающую камеру 8, являющуюся также трактом охлаждения боковой стенки 3. Из раздающей камеры 8, охлаждая боковую стенку 3, теплоноситель поступает в трубки 11 и охлаждает первую стенку 1. Из трубок 11 теплоноситель попадает в сборную камеру 13, являющуюся также трактом охлаждения боковой стенки 2, и через отводящий трубопровод 15 поступает во внешнюю систему охлаждения сегмента.

Параллельно первому тракту охлаждения может действовать второй тракт охлаждения первой стенки и боковых стенок 2 и 3, в котором теплоноситель, поступая от внешней системы охлаждения через подводящий трубопровод 7, попадает в раздающую камеру 9, аналогичную раздающей камере 8, и охлаждает боковую стенку 2. Из раздающей камеры 9 по трубкам 10, охлаждая первую стенку 1, теплоноситель поступает в сборную камеру 14, аналогичную сборной камере 13, и охлаждает боковую стенку 13. Из сборной камеры 14 через отводящий трубопровод 16 теплоноситель поступает во внешнюю систему охлаждения сегмента.

При параллельной работе трактов охлаждения в них создают противоток теплоносителя и тем самым способствуют выравниванию температурных полей первой стенки. В случае аварии одного из трактов охлаждения можно проводить расхолаживание первой стенки с использованием другого тракта охлаждения.

Такая конструкция систем охлаждения первой стенки и боковых стенок сегмента бланкета ТЯР, благодаря своей простоте, возможности резервирования, выравнивания температурных полей при противотоке теплоносителей в первом и втором трактах охлаждения, отсутствию коллекторов в бридинговой зоне, исключению множества сварных соединений коллекторов с трубами систем охлаждения в бридинговой зоне и выполнению соединения первой стенки силовым сварным швом не с боковыми стенками, т.е. в области, где нейтронный поток достигает максимальных значений, а с железо-водной защитой, т.е. в зоне, в которой нейтронные потоки уже не столь велики, обеспечивает повышение надежности и производительности ТЯР, приводит к уменьшению количества сварных швов, подлежащих контролю. Кроме того, упрощается конструкция самого сегмента вследствие сокращения числа сборочных единиц и сборочных операций и уменьшается масса сегмента, т. к. в конструкции сегмента теперь отсутствуют громоздкие коллекторы и боковые стенки выполнены полыми.

Использование: бланкет термоядерного реактора, может использоваться при разработке и создании термоядерных реакторов. Сущность изобретения: сборно-раздающие коллекторы сегмента бланкета выполняются в виде двух камер: собирающих и разделяющих, устанавливаемых в противоположных боковых стенках. Данное выполнение позволяет объединить две системы охлаждения первой и боковых стенок в одну систему охлаждения и максимально ее упростить, а кроме того, дает возможность освободить бридинговую зону от сборно-раздающего коллектора и большого количества сварных соединений труб для теплоносителя. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. СЕГМЕНТ БЛАНКЕТА ТЕРМОЯДЕРНОГО РЕАКТОРА, содержащий первую стенку, в которой расположен ряд труб для прохода охлаждающей среды, объединенных вне стенки сборно-раздающим коллектором, охлаждаемые боковые стенки и плиту защиты, окружающие бридинговую зону, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности сегмента бланкета путем исключения размещения труб с коллектором и их сварных соединений в бридинговой зоне и вынесения силового сварного шва крепления первой стенки из зоны максимальных нейтронных потоков, а также упрощения конструкции сегмента, сборно-раздающий коллектор разделен на раздающую и собирающую камеры, расположенные в боковых стенках и соединенные соответственно со средствами подачи и отвода охлаждающей среды. 2. Сегмент по п.1, отличающийся тем, что, с целью уменьшения массо-габаритных характеристик сегмента, боковые стенки выполнены полыми.