Вакуумная камера термоядерного реактора Советский патент 1977 года по МПК C21B1/00 

(54) ВАКУУМНАЯ КАМЕРА ТЕРМОЯДЕРНОГО РЕАКТОРА

1

Изобретение относится к области квазистационарных плазменных установок типа токомак, в частности к конструкции камеры термоядерного реактора.

Известны конструкции вакуумной камеры термоядерного реактора, выполненные в виде двухслойного тора I . В этой конструкции внутренняя стенка образует разрезную камеру и обычно выполнена из немагнитной стали в виде гофрированных секторов,герметично свариваемых между собой в секции. Наружиая стенка выполнена гладкой из хорошо проводящего толстолистового материала и образует вакуумную камеру. Обычно наружная стенка этой камеры имеет экваториальный и меридиональный диэлектрические разрезы. Однако при сборке камеры возникгиот трудности герметиэ НЙй вакуумной камеры по диэлектрич скйм разрезам. Причем в местах меридиональнЬах разрезов стык вакуумной камеры поЛноЬтею перекрывает стык разрезной .Kantejpfta,, что приводит к необходимости создания специальных бкон: е корпусе наружной камеры., ;. ;

Известна конструкции кайеры термй ; ядерного реактора, соцержащая секционированные в экваториальном сеч:€Ний

разрядную и вакуумную камеры с блоками радиационной защиты 2 .

Осноьной недостаток известкой конструкции также состоит в том, что в 5 местах меридиональных разрезов стык вакуумной камеры полностью перекрывает стык разрядной камеры. При этом не обеспечивается надежность герметизации, требуется специальный контроль

10 положения стыкуемых поверхностей друг относительно друга, затрудняется монтаж и усложняется конструкция реактора. Количество меридиональных разрезов в реакторах может колебаться от

15 2 до 24, причем необходима разборка и сборка секций с периодической разгерметизацией и новой герметизацией разрядной и наружной камер, поэтому очевидно, что известное конструктивное

20 решение не обеспечивает надежности герметизации разрядной камеры и усложняет производство монтажно-сборочных работ. Ъ апуЧАе обнаружения течей в стыке раэ$ ядной камеры практически иевоэ25 можно-точно-ЪЛределигь место разгермети&аиии;и устранить течи, так как доступ к етйку разрядной кгилеры полйОстью исключен.

Для повышения надежности герметизации и обеспечения радидщионной защиты

в предлагаемой камере на торцах каждого сектора разрядной камеры размещены коаксиальные переходники, наружный цилИндр которых выполнен в виде сильфона с диэлектрической кольцевой диафрагмой, причем диаметр внутреннего отверстия диафрагмы больше внешнего диаметра сильфона, а внутренние цилиндры соседних секций герметично соединены в промежутке между диафрагмами. Кроме того, в промежутке меноду диафрагмами расположен блок радиационной защиты.

На чертеже представлен экваториаль ный разрез вакуумной камеры по месту стыка секторов, образующих тор.

Вакуумная камера состоит из отдельных секторов, угловые размеры которых выбираются icohc.Tpyy: гнвяо и мог-ут до-ститать ЙО, п IT:. КДЖлый сектор пре,ц;м:авлче-г собой пслутсрСекторы выиолнепн (дина1(О.вы(И и состоят из разрядной камеры J , иаь ужной Ka.icpM 2 и радиациоимой защиты 3, Снару и на вакуумную камеру одевают обмотки 4 продольного магнитного поля. К торцам сектора разрядной камеры прикг).рилают коаксиальные переходники 5, внутренняя стенка б которых является продолжением разрядной камеры, а наружная стенка 7 выполнена в виде сильфсна, име сщего кольцевую диафрагму 8, спаянную с керамическиьш изоляторами 9, так что образуется вакуумплотное диэлектрическое ,о. Это кольцо с помощью накимного фланца .10 прижимается к торцам наруусной амерь1 2 и .ает термостойкую 1;-озиновую прокладку 11. При этом геГМИтизируется cei-.TOp нарухсмой камеры, образуя промежуточную вакуумную полость 12 между стенками разрядной и наружной камер. Применение иного вида уплотнителя/ заменяющем о Ieэиновую прокладку 1, практическ.и :исключено из-за наличия экваториального разреза нарухной камеры, ото|-)ый герметизируется винтовой или р.еаино-. вой прокладкой 13, образующей-{ рестообразное пересечение с91 о.кладкой 11. Для повышения надежноети герметизации разрядной камеры ее герметизируют сваркой. Для этого внутреннюю стенку б коаксиального переходника 5 продолжают за пределы диэлектрической диафрагмы 8 и снабжают тонкостенной обечайкой 14, ш еющей ус под сварку, выходящий в зазор между секторами наружной камеры. Диаметр уса выбирают из соображенлй удобства выполнения сварочных работ при сварке секций разрядной камеры э тор, а длина уса должна обеспечивать возможность производства нескольких последовательных сварок и срезов. Этим достигают разборности разрядной камеры. Внутри обечайки 14 крепят диафрагму 15, формирующую плазменный шнур. После завершения сварки обечаек 14 сопряженных секторов разрядную камеру проверяют на герметичность, а затем в зазор меду секторами наружной камеры устанавливают съемный элемент 16 радиационной защиты.

Такое конструктивное выполнение вакуумной камеры значительно повышает надежность герметизации нарухсной и разрядной камер, так как позволяет осуществить полную сборку секторов, включая установку обмоток продольного ма1нитг1ого ПОЛЯзаранее, на вакуумном стенде, где проверяется гермеTH-iUfJC г.ь , секторы подаются на окончате.чь)ую сборку для сварки в тор. -Это у |рощает производство монтажно-сбороH -JX работ и обеспечивает удобство с&орки, сочетаемое с простотой эксплуатации.

Формула изобретения

.2. Камера по п. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что в промежутке между диафрагмами расположен блок радиационной защиты.

Источники и формации, принятые во внимание при экспертизе:

2.Гашев М.А. и др. Основные характеристики экспериментальной термоядерной установки Токомак-3, Атомная энергия, т. 1, в. 4, 1964, с.284