Система питания полоидального и тороидального полей термоядерной установки токамак Советский патент 1984 года по МПК G21B1/00 

2, Система по п. 1, о т л и ч аю щ а я с я тем, что обмотка торой дального поля соединена через коммутатор с конденсаторной батареей, подключенной к источнику заряда, и зашунтирована диодом.

1. СИСТЕМА ПИТАНИЯ ПОЛОИДАЛЬНОГО И ТОРОИДАЛЬНОГО ПОЛЕЙ ТЕРМОЯДЕРНОЙ УСТАНОВКИ ТОКАМАК, состоящая из трех и myльcныx источников питания, один из которых подключен к обмотке тороидального поля, второй - к индуктору и третий - к управляющей обмотке, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью обеспечения магнитным полем, обмотка индук тора соединена последовательно с баластным активным сопротивлением и подключена через коммутатор к ис.кусственной линии с источником заряда, а управляющая обмотка подключена через трансформатор к контуру, g состоящему из переменной индуктивности и искусственной линии с системой заряда. W Ot s ;;х

Изобретение относится к области систем питания токамака с малой длительностью существования токоплазмы ( порядка десятков ксек ),

Известна система питг1ния токамака Cl , 1создаю1чая требования формулы магнитных полей с помощью преобразователей .

Система питания токамака - ТЗ состоит из устройства питания тороидального и полойдального полей. К обмотке тороидального поля подключен игнитронный преобразовсггель , питаемый электромашинным агрегатом с синхронным генератором. Обмотка полоидального поля питается в конденсаторной батареи с запасом энергии порядка 5 , Требуемая форма импульса достигается за счет секционирования батареи и определенной последовательности включения секций Такая система питания дорога, отличается большими габаритами оборудования и требует большого помещения.

Извест - ы также системл пктакия электрических полей 2, состоящие из трех импульсных источников питания, один из которых подключен к обмотке тороидального поля, второй индуктору и третий - к управляющей .обмотке .

В системе питания токамак - 10 . различные принципы построения схем источников питания обмоток полоидалного поля требуют применения специальных систем регулирования для обеспечения необходимых условий равновесия плазмы, применение тиристорных преобразователей в установка большой мощности приводит к создани больших импульсных нагрузок, питающих сеть и к существенному удорожанию установки за счет необходимости сооружения питающей подстанции, и необходимо применять большое количество тиристорыых преобразователей и т.д.

Целью изобретения является обеспчение надлежащего соответствия межд током плазмы и полоидальным магнитным полем.

Поставленная цель достигается в предложенной системе обмотка индуктора соединена последовательно с баластным активным сопротивлением и подключена через коммутатор к искусственной линии с

л

источником заряда, управляющая обмотка подключена через трансформатор к контуру, состоящему из переменной индуктивности и искусственной линии системы заряда, а обмотки тороидального поля защунтированы диодом и соединены через коммутатор с конденсаторной батареей, подключенной к источнику заряда.

принципиальная схема предлагаемой системы изображена на чертеже.

Импульс в обмотке 1 индуктора создается путем разряда искусственмой пинки 2 через коммутатор 3. Линия предварительно заряжается с помощью зарядного устройства 4. Для того чтобы резко изменяющееся сопротивление плазмы не влияло на форму импульса, последовательно с обмоткой включается баластное сопротивление 5 величина которого значительно превышает сопротивление плазмы на начальной стадии разряда и равна характеристическому сопротивлению искусственной линии.

Импульс в управляющей обмотке б создается также с помощью разряJia искусственной линии 7 через коммутатор 8. Так как управляющая обмотка является низковольтной, то для согласования требуемого напряжения с номинальным напряжением существующих наиболее подходящих для данного режима конденсаторов применяется импульсный трансформато 9. Параметры линии выбраны с учетом необходимости разряда на характеристическое сопротивление. Дроссель с переменной индуктивностью 10 предназначен для регулирования длительности фронта импульса при подборе режима работы в установке.

Заряд линии 7 осуществляет зарядное устройство 11.

Применение для питания индуктора и управляющей обмотки одинаковых систем позволяет обеспечить равновесие плазмы оптимальным образом.

Тороидальное поле создается в установке при разряде на обмотку 12 конденсаторной батареи 13, заряжаемой зарядным устройством 14. Разряд осуществляется при включении KOMiviyTBTOpa 15. После того как ток обмотки 12 достигнет максимального значения, обмотка шунтируется диодо 16, и ток спадает по экспоненциальному закону с постоянной времени обмотки 13.

Генерирование импульсов в обмотках 1 и 6 папоидального поля осуществляется примерно в момент времени , соответствующий концу разряда конденсаторной батареи 13,

Предлагаемая система была использована при разработке токамака, поставляемого Советским Союзом в Ливийскую Арабскую Республику. На этой установке, если применить традиционную импульсную систему питания с тиристорными импульсными преобразователями , потребовалось бы использовать преобразователи на импульсную мощность 300. , сооружение мошной понизительной п/ст и сооружение устройств, компенсирующих толчки реактивной мощности.

При применении предлагаемой системы от сети потребляется мощность 300 кВт на заряд конденсаторной батареи, т.е. существенно удешевляется стоимость энергетических собружений.

Стоимость конденсаторов с общим запасом энергии порядка 6 МДж оказывается меньше, чем стоимость тиристорных преобразователей.