Камера установки "токамак Советский патент 1983 года по МПК G21B1/00 

Изобретение относится к области электрофизической аппаратуры в частности к конструкции вакуумных камер плазменных установок, например типа токамак. .

Известны секционированные камеры установок токамак 1 - з , размещенные на опорных элементах несущей конструкции. .

Известна камера тороидальной термоядерной установки токамак- 4 , содержащая рабочую камеру и.охватывающий ее секционированный экран, размещенный внутри несущей конструкции, который демпфирует быстрые смещения плазменного шнура и местные поверхностные возмущения плазмы. Измене-, ние тока в плазме или смещениецентра разряда относительно оси экрана приводит к пйявлению в последнем токов индукции, магнитное поле которых стремится восстановить первоначальное положение плазменного шнура. Поскольку электрическая проводимость экрана, во много раз превышает начальную проводимость плазмы, в нем предусмотрены поперечные (меридианные) разрезы, которыми устраняется шунтирующее влияниеэкрана на разряд и обеспечивается возможность введения внешнего вихревого электрического поля в рабочий объем. Продольными разрезами в экране устраняются поперечные токи, охватывающие сечение плазменного шнура, и обеспечиваются условия для введения внутрь экрана управляющих магнитных полей. Поперечные разрезы препятству-. ют свободному прохождению индуктированных токов вдоль экрана, заставляя их замыкаться в зоне- разрезов. Появление поперечной составляющей токов индукции в присутствии сильного внешнего тороидального поля приводит к дополнительному нагружению экранов пондеромоторными силами.

Экран термоядерной установки 4j выставлен на опорных стойках, закрепленных на .несущей ферме, и жестко (беззазорно скреплен с последней при помощи охватывающих его скоб, воспринимающих действие пондеромоторных сил. Он имеет.принудительное водяное охлаждение.

Стремление получить плазму с термоядерными параметрами приводит к росту размеров камер .и одновременно к увеличению времени удержания и энергон.апряжен.ности установок до величин, определяемых критерием Лаусона. В результате силы, действующие на элементы камеры, существенно возрастают, в то время как действие их носит статический характер. Кроме того, для увеличения электрической проводимости экрана и уменьшения скорости смещения плазменного шнура в экранах установок токамак в качестве хладагента стал применяться

жидкий азот. При значительных размерах камеры охлаждение экрана до температуры жидкого азота приводит к заметному изменению его линейных размеров, появлению зазоров между экра-i ном и охватывающей его несущей конструкцией, воспринимающей действие кондеромоторных счл.

Цель изобретения - обеспечение беззазорнрго крепления экрана внутQ ри несущей конструкции при наличии тепловых изменений линейных размеров последнего.

Цель достигается тем, что опорные элементы выполнены .в виде самоустанавливающихся башмаков, которые расположены вдоль наружного контура поперечного сечения экрёна и снабжены пружинными опорами, сжатыми до размеров, обеспечивающих беззазорное крепление экрана в несущей конструкции при его охлаждении (нагреве) . Сжатие осуществляется при помощи клиньев, Установленных в зазоре между башмаком,и экраном, причем жесткость пружи-н равна или больше 5 действующих на .них пондеромоторных сил. .

На фиг. 1 показана камера тороидальной термоядерной установки; на. фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1. ,

л

1 Камера 1 содержит разрядную (рабо(чую) камеру 2 и охватывающий ее секционированный экран 3, который размещен внутри несущей конструке ции, состоящей из опорных колец 4 и башмаков 5. Пазы опорных колец 4 и установленные в них бр1шмаки 5 сопрягаются по тороидальной поверхности, что дает возможность башмакам самоустанавливаться в случае возможных

0 перекосов. Башмак 5 имеет гнездо б, в котором помещены тарельчатые пружины 7 и отверстие 8 для опоры 9. Сжатие пружин 7 производится клиньями 10 и 11 путем перемещения одйого

5 из них с помощью 12, свинченной со шпилькой 13. При этом зазор 14 между башмаком 5 и клином 11 уменьшается. Перекос шпильки 13 при перемещении клина 10 комгшнсируется

Q. цилиндрическими вкладышами 15.- При охлаждении (нагреве) экрана 3 его линейные размеры уменьшгиотся (увеличиваются) , зазор 15 при этом соответственно увеличивается (уменьшается), а опора 9 под действием пружин

7 своей опорной плоскостью плотно (беззазорно) прилегает к сопрягаемой поверхности клина 11, удерживая экран в первоначальном положении. Кроме того, при увеличении продолжительности рабочего импульса, Когда приложение электродинамических сил, действующих на экран, носит . ударный характер, конструкция опор демпфирует резкое (ударное) перемещение секций.

Эффективность камеры по предлагаемому изобретению состоит в том, что,во-первых, наличие пружинных опор исключает резкие (ударные) перемещения секций экрана при приложении, электродинамических сил во рабочего импульса, что позволяет значительно уменьшить металлоемкость несущей конструкции и экрана.

Во-вторых , пружинйые опоры обеспечивают беззазорное крепление йекций экрана, устраняя возможность

разворота, который вызывается тем, что центр тяжести секций, представляющих собой секторы тора, и их опоры лежат в разных вертикальных плоскостях.

В-третьих, пружинные опоры компенсируют тепловые изменения линейных размеров экрана при его охлаждении (нагреве), обеспечивая стабильное положение оси поперечного сечения последнего на магнитной оси и исключая тем самым гофрировку плазменного шнура.

КАМЕРА УСТАНОВКИ. ТОКАМАК, содержащая разрядную камеру и охватывающий ее секционированный экран, размещенный внутри несущей конструкции, отличающаяся теМ, что, с целью компенсации радиальных тепловых изменений линейных размеров экрана, опорные элементы несущей конструкции выполнены в виде самоустанавливающихся башмаков, расположены вдоль наружного.контура поперечного сечения экрана и снабжены подвижными пружинными опорами, сжатыми при помощи клиновых-пар, установленных в зазоре между башмаками и экраном. О SS . О) 4 со СП