Защитная часть модуля бланкета термоядерного реактора


 


Владельцы патента RU 2456685:

ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО "ОРДЕНА ЛЕНИНА НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ И КОНСТРУКТОРСКИЙ ИНСТИТУТ ЭНЕРГОТЕХНИКИ ИМЕНИ Н.А. ДОЛЛЕЖАЛЯ" (RU)

Изобретение относится к области управляемого синтеза и может быть применено в защитной части модуля бланкета термоядерного реактора. Защитная часть модуля бланкета термоядерного реактора содержит каналы для прохода теплоносителя, выполненные перпендикулярно фронтальной поверхности защитной части, и цилиндрические вставки, установленные по оси канала. Для увеличения скорости теплоносителя в каналах предусмотрена его последовательная подача в каналы с винтообразной закруткой теплоносителя в каждом канале. При этом каналы гидравлически последовательно соединены между собой, а вставки выполнены со сплошной винтовой гранью вдоль продольной оси.

Техническим результатом является более эффективная теплоотдача и снижение уровня термомеханических напряжений в элементах защитной части модуля. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к области управляемого синтеза (УТС) и может быть применено в защитной части модуля бланкета термоядерного реактора.

Наиболее близкой по совокупности существенных признаков к изобретению является защитная часть модуля бланкета термоядерного реактора, содержащая каналы для прохода теплоносителя, выполненные перпендикулярно фронтальной поверхности защитной части, и цилиндрические вставки, установленные по оси каждого канала (свидетельство РФ №26156, МПК G21B 1/00, опубл. 05.06.2002 г.).

В известном устройстве радиальные каналы, т.е. расположенные перпендикулярно фронтальной поверхности защитной части модуля, выполнены глухими и объединены параллельно в систему циркуляции теплоносителя в модуле посредством раздающих (подводящих) и собирающих (отводящих) полоидальных коллекторов, которые расположены в защитной части модуля. Вставки выполнены в виде трубок, которые снабжены крепежными фланцами с резьбой.

Прокачка теплоносителя через защитную часть модуля осуществляется следующим образом. Теплоноситель поступает в раздающий коллектор, из которого проходит через отверстие трубчатой вставки, огибает ее в торцевой части канала, проходит между вставкой и стенкой канала, поступает в собирающий коллектор и выходит из защитной части модуля.

Недостатком известной защитной части модуля является невысокий уровень теплоотдачи за счет небольших скоростей и неравномерного распределения расходов теплоносителя по каналам, что объясняется параллельной схемой разводки теплоносителя по каналам, а также паразитными пересечениями вставок с полоидальными собирающими коллекторами, которые образуют застойные зоны. Кроме этого, недостатком является невысокий уровень защиты конструктивных элементов термоядерного реактора (вакуумного корпуса и катушек магнитного поля) от нейтронного излучения плазмы, что снижает надежность упомянутых элементов. Указанный недостаток объясняется тем, что нейтронный поток проходит в радиальном направлении через цилиндрические полости каналов, заполненные по всей толщине защитной части модуля практически только водой, которая является слабым поглотителем нейтронов.

Задачей настоящего изобретения является создание защитной части модуля бланкета термоядерного реактора, которая способна в условиях высоких энерговыделений обеспечить равномерное температурное поле в течение длительной эксплуатации, обладая при этом эффективными защитными свойствами от нейтронного излучения.

Техническим результатом настоящего изобретения является увеличение скорости теплоносителя в каналах за счет его последовательной подачи в каналы и винтообразной закрутки теплоносителя в каждом канале, что позволяет интенсифицировать теплоотдачу и снизить уровень термомеханических напряжений в элементах защитной части модуля. Кроме этого, техническим результатом является улучшение нейтронно-физических параметров защитной части за счет организации чередующихся слоев воды и металла по всей толщине защитной части модуля в перпендикулярном направлении к ее фронтальной поверхности. Кроме того, техническим результатом является возможность профилирования в радиальном направлении (по толщине защитной части) количества и размеров слоев воды и металла в зависимости от местоположения модуля в бланкете и в соответствии с требованиями физического расчета защитной части модуля.

Указанный технический результат достигается тем, что в известной защитной части модуля бланкета термоядерного реактора, содержащей каналы для прохода теплоносителя, выполненные перпендикулярно фронтальной поверхности защитной части, и цилиндрические вставки, установленные по оси канала, каналы гидравлически последовательно соединены между собой, а вставки выполнены со сплошной винтовой гранью вдоль продольной оси.

Кроме этого, винтовая грань вставки выполнена высотой, равной радиусу вставки.

Кроме этого, последовательное соединение каналов выполнено посредством отверстий, выполненных в стенках каналов.

Гидравлически последовательное соединение каналов позволяет исключить раздающие (подводящие) и собирающие (отводящие) полоидальные коллекторы, что значительно упрощает конструкцию защитной части модуля, но при этом в отличие от прототипа позволяет обеспечить в каналах равные расходы и высокие скорости теплоносителя. Выполнение вставок со сплошной винтовой гранью вдоль продольной оси позволяет создать закрутку по ходу движения теплоносителя и увеличить скорость теплоносителя в канале, что повышает уровень теплоотдачи, а также способствует образованию профильно чередующихся слоев воды (теплоносителя) и металла вставки по толщине защитной части модуля, что увеличивает по сравнению с прототипом поглощение нейтронов в радиальном (малого радиуса тора) направлении.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где показана защитная часть модуля бланкета термоядерного реактора (продольный разрез).

Защитная часть модуля бланкета термоядерного реактора содержит каналы 1 для прохода теплоносителя, выполненные по толщине защитной части перпендикулярно к ее фронтальной поверхности, и цилиндрические вставки 2, установленные по оси канала 1. Вставки 2 выполнены со сплошной винтовой гранью вдоль продольной оси. Винтовая грань вставки 2 выполнена высотой, равной радиусу цилиндрической вставки 2. Каналы 1 гидравлически последовательно соединены между собой с помощью отверстий 3, 4, образуя при этом тракт для последовательного прохождения теплоносителя через все каналы 1. Отверстия 3, 4 выполнены в стенке каждого канала 1 и расположены на его входе и выходе по ходу теплоносителя. Со стороны фронтальной поверхности защитной части модуля каналы 1 закрыты крышками 5.

Устройство работает следующим образом.

В рабочем режиме термоядерного реактора горение плазмы сопровождается нейтронным и тепловым излучением. Под воздействием указанных факторов модули бланкета разогреваются. Водяной теплоноситель бланкета должен обеспечивать приемлемый температурный режим работы металлоконструкции (эффективный отвод выделяемого в бланкете тепла), а также достаточно высокий уровень температуры и подогрев теплоносителя (с точки зрения энергетики). Теплоноситель поступает в один из каналов 1 через его входное отверстие 3 и, проходя по винтовой проточке вставки 2, закручивается, увеличивая при этом теплоотдачу между стенкой канала 1 и теплоносителем. Затем теплоноситель выходит из этого канала 1 через его выходное отверстие 4 и поступает в соседний канал 1 через это же отверстие 4, которое является входным отверстием 4 соседнего канала, затем проходит по винтовой проточке вставки 2 соседнего канала 1 с той же степенью закрутки, как в предыдущем канале 1. Далее теплоноситель последовательно проходит через все каналы 1, охлаждая защитный блок модуля. Последовательное соединение каналов 1 позволяет уменьшить общий расход теплоносителя на модуль, обеспечивая при этом высокую скорость теплоносителя в каналах 1, которая способствует повышению интенсивности теплосъема и, следовательно, увеличению надежности модуля бланкета. Кроме того, замена параллельной раздачи теплоносителя по каналам, как это выполнено в известном устройстве-прототипе, на последовательную схему течения приводит к исключению паразитных и застойных зон в системе циркуляции теплоносителя, также способствует повышению интенсивности теплосъема и снижает уровень термомеханических напряжений в элементах защитной части модуля. Кроме того, заявленное изобретение позволяет значительно упростить технологию изготовления и сборки защитной части модуля бланкета термоядерного реактора.

1. Защитная часть модуля бланкета термоядерного реактора, содержащая каналы для прохода теплоносителя, выполненные перпендикулярно фронтальной поверхности защитной части, и цилиндрические вставки, установленные по оси канала, отличающаяся тем, что каналы гидравлически последовательно соединены между собой, а вставки выполнены со сплошной винтовой гранью вдоль продольной оси.

2. Защитная часть по п.1, отличающаяся тем, что винтовая грань вставки выполнена высотой, равной радиусу вставки.

3. Защитная часть по п.1 или по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что соединение каналов выполнено посредством отверстий, выполненных в стенках каналов.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к композициям, необратимо аккумулирующим газообразный водород, и может быть использована, например, для улавливания водорода, освобождаемого при радиолизе в блоках радиоактивных отходов.

Изобретение относится к конструкциям мишеней для получения термоядерных реакций в реакторах для ядерного синтеза. .

Изобретение относится к области физики плазмы. .

Изобретение относится к физике высокотемпературной плазмы и может найти применение в управляемом термоядерном синтезе, в радиационном материаловедении, для исследований в физике космической плазмы.

Изобретение относится к проблеме управляемого термоядерного синтеза и может найти применение в качестве сильноточного индукционного ускорителя предпочтительно положительно заряженных частиц и ионов, а также для создания пучка нейтронов.

Изобретение относится к области инерционного термоядерного синтеза и плазменной техники и может быть использовано для создания источников проникающих излучений. .

Изобретение относится к первой стенке термоядерного реактора. .

Изобретение относится к термоядерным реакторам, в частности к элементам первой стенки реактора. .

Изобретение относится к мишеням для ядерных реакций для получения интенсивных потоков быстрых монохроматических нейтронов, в частности к нейтронным генераторам. .

Изобретение относится к области термоядерной энергетики и может быть использовано при разработке и создании станций теплоснабжения и электростанций, использующих термоядерную энергию

Изобретение относится к области управляемого ядерного синтеза и может быть применено в системах для пневматической транспортировки тритийвоспроизводящих детекторов в канале наработки трития бланкета термоядерного реактора

Изобретение относится к области управляемого ядерного синтеза и может быть применено в системах для пневматической транспортировки тритийвоспроизводящих детекторов в канале наработки трития бланкета термоядерного реактора

Изобретение относится к области термоядерного синтеза

Изобретение относится к катализаторам сжигания водорода. Описан катализатор сжигания водорода, включающий каталитически активный металл, нанесенный на носитель катализатора, образованный неорганическим оксидом, при этом носитель включает органический силан по меньшей мере с одной алкильной группой из трех или менее атомов углерода, путем замещения присоединенной к концу каждой из определенной части или ко всем гидроксильным группам на поверхности носителя; и каталитически активный металл нанесен на носитель катализатора, включающий присоединенный к нему органический силан. Описан способ получения указанного выше катализатора и его использование в сжигании водорода, в частности, в реакторе каталитического окисления, размещенном в установке извлечения трития. Технический результат - увеличение активности катализатора. 4 н. и 3 з.п. ф-лы, 2 ил., 5 табл., 5 пр.

Заявленное изобретение относится к средствам для осуществления термоядерного синтеза. Заявленное устройство включает замкнутую кольцевую (тороидальную) полость, где обеспечивается непрерывное взаимодействие встречных потоков ускоренных частиц и ионов. При этом предусмотрено наличие двух полых индукционных ускорителей в виде концентрических труб-стенок, выполненных из непроводящего материала, например жаропрочного стекла или керамики, композита, и образующих две полости, из которых одна, межстеночная, заполняется проводником второго рода (и распорками для обеспечения их геометрии), а вторая, полость внутренней трубы, используется в качестве плазменного реактора. Указанные стенки изогнуты в виде полуколец с удлиненными цилиндрическими концами, соединяемыми бандажами, сечения которых аналогичны сечениям стенок труб. Верхние части бандажей выполняют из металла и используют для соединения с конденсатором через разрядник и проводником второго рода, образуя последовательную цепь, а внутренние части, так же, как и стенки, выполнены из непроводящего материала. Техническим результатом является возможность оптимизации размеров устройства и процесса преобразования ядерной энергии. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к физике высокотемпературной плазмы и может найти применение в управляемом термоядерном синтезе, в радиационном материаловедении, для исследований в физике космической плазмы. В заявленном изобретении используется механизм неиндукционной генерации тороидального затравочного тока за счет нагрева ионов малой добавки, движущихся по потато орбитам, при помощи широкополосного генератора излучения на ионно-циклотронной частоте в конечной области близи магнитной оси установки. Техническим результатом является создание затравочного тока, необходимо для создания стационарного токамака-реактора. 1 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к способам аварийного энергообеспечения собственных нужд АЭС. При полном обесточивании, пар, генерируемый в паропроизводящей установке за счет остаточного тепловыделения активной зоны реактора, направляется в дополнительную паротурбинную установку, в которой вырабатывает необходимую электроэнергию для электроснабжения собственных нужд станции в течение времени, необходимого для восстановления связи с энергосистемой или штатной работы станции. Дополнительная паротурбинная установка подключена к котлу-утилизатору и к устройству парораспределения перед цилиндром высокого давления основной турбины посредством трубопровода, пароводородный перегреватель соединен с системой для получения водорода и кислорода, оборудование, входящее в состав парогазовой установки, выведено за территорию площадки АЭС. Техническим результатом является обеспечение электроснабжения собственных нужд АЭС при полном обесточивании, с возможностью расхолаживания водоохлаждаемых реакторов, в штатном режиме за счет использования энергии остаточного тепловыделения активной зоны реактора и парогазовой установки, эффективно используемой для повышения маневренности энергоблока АЭС в эксплуатационных режимах. 1 ил.

Заявленная группа изобретений относится к средствам для исследований протекания реакций ядерного синтеза с участием ядер изотопов водорода. В заявленном изобретении предусмотрено образование металлического кристаллического тела (МКТ) его конденсацией из паров металла, внедрение в МКТ атомов изотопов водорода так, чтобы хотя бы часть атомов с ядрами водорода оказывалась на наименьшем возможном расстоянии друг от друга. При этом внедрение атомов изотопов водорода осуществляется одновременно с образованием самого МКТ конденсацией паров металла в среде газообразных изотопов водорода, а также слиянием металлических микрокристаллов, полученных конденсацией паров металла в среде газообразных изотопов водорода и их отжигом в среде газообразных изотопов водорода. Заявленное устройство содержит следующие узлы, соединенные газопроводящим трубопроводом с вентилями: источник газообразных изотопов водорода; реактор с возможностью испарения металла и конденсации паров металла в МКТ в среде газообразных изотопов водорода, средство регулирования давления газовой среды в источнике газообразных изотопов водорода и в реакторе; средства контроля давления данной газовой среды, а также средства регистрации продуктов ядерных реакций. Техническим результатом является создание условий для повышения интенсивности протекания ядерных реакций. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 10 ил.
Наверх