Система питания полоидального и тороидального полей термоядерной установки токамак

 

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

жСКСОЮЗНЛЯ

МТЕпТК0-ТЕХНИЧ(.СкЯ1 ибякотека МЬА

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ SU

РЕСПУБЛИК (19) (И) 3 (51) 0 21 В 1/00

OllNCAHME H3GEPETEHHR

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 2519052/18-25 (22) 15.09.77 (46) 15.06.84. Бюл. Р 22 (72) В.П.Борисов, C .N.Спевакова и А.M.CTîëîâ (53) 621.384.6(088.8) (56) 1. М.И.Гак.ев и др. Основные технические характеристики экспериментальной термоядерной установки - -Токамак-3" . "Атомная энергия ", Р 10, вып. 4, 1964, с.294.

2. В.Р.Андреев и др. Система питания обмоток вихревого электрического поля экспериментальных термоядерных установок типа "Токамак". Доклады

Всесоюзного совещания по инженерным проблемам управляеМого термоядерного синтеза "НИИЭФА,Л,1975, т.1,с.71 (прототип). (54 ) (57 ) 1. СИСТЕМА ПИТАНИЯ ПОЛОИДАЛЬНОГО И ТОРОИДАЛЬНОГО ПОЛЕЙ ТЕРМО.

ЯДЕРНОЙ УСТАНОВКИ ТОКАМАК, состоящая из трех импульсных источников питания, один из которых подключен к обмотке тороидального поля, второй — к индуктору и третий — к управляющей обмотке, о т л и ч а ю— щ 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 искусственной линии с источником заряда, а управляющая обмотка подключена через трансформатор к контуру, состоящему иэ переменной индуктивности и искусственной линии с систе. мой заряда.

766336

2, Система по и, 1, о т л и ч аю щ а я с я -.åì, что обмотка тороидального голя соединена через ком>

>!зобретение относится к области систем питания токамака с малой длительностью существования токо— плазмы, порядка десятков -:ñåê

Известна система питания токамака (1), создаюь(ая требования формулы магнитных полей с помощью преобразователей.

Система пита-:Hÿ токамака — ТЗ состоит иэ устройства пи:ания оро- )Q идального и полоидалького полей, Х обмотке TopoHäàëüíoão поля подклю чен игнитронный преобразователь, питаемый злектромашиннь>м агрегатом с синхронным генератором. (>бмотка полоидального поля питаегся B кон— денсаторной батареи с запасом энер— гии порядка 5 МДж. Требуемая форма импульса достигается за счет секци—

oíHðîâàíHя батареи и определенной последовательности вкл(очения сек;(и,.

Такая система питания J.орота, отличается большими габаритаы оборудо— вания и требует большого >(смещения.

Известны также системы питания электрических полей f2),. состоящие из трех импульсных исто(ников питания, один иэ которых подк.ко. ен к об— мотке l oðoHäàëüíî "o поля,, втopGA — к индуктору и третий — к управляющей обмотке, 3п

В системе питания токамак — 10 различные принципы построения снеM источников питания обмоток полоидального поля требуют применения специ— альных си стем ре гулиров ан::-:я для

"1 L обеспечения необходимых у словий равновесия плазмы, применение =НрНсторных преобразователей в уcòàHOEêàõ большой мощности привод . т < созданию больших импульсных нагрузок, питаю40 щих сеть и к существенно(1у удорожанию установки за счет необходимости сооружения питающей -,oäñтакции, и необходимо применять большое коли— чество тиристорных преобразователей и т.д.

4с, Целью изобретения является обеспе-чение надлежащего coo ветст †.=Hÿ между пл а 3 Mbl H (l O Jl O и д B Jl H K(M кым полем.

Поставленкая цель достигается 50 тем, что в предложенной системе обмотка индуктора соединена последовательно с баластным активным сопротивлением и подключена через коммутатор к искусственной линии с 5- Г мута(ор с конденсаторной батареей, подключенной к источнику заряда, и зашунтирована диодом.

Л источником заряда, управляющая обмотка подключена через трансформатор к контуру, состоящему иэ пере— меннон индуктивности и искусственной .г:инин системы заряда, а обмотки тороидального поля зашунтированы диодом и соединены через коммутатор с конденсаторной батареей, подклю— че(((чой к источнику заряда.

i .;" нци>(иальная схема предлагае— мой системы изображенà íа чертеже.

Импульс в обмотке 1 индуктора создается путем разряда искусственHog (>((ниH 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 согротивление 5 величина которого значительно превышает сопротивление плазмы на начальной стадии разряда равна характеристическому сопротивлению искусственной линии.

Импульс в управляющей обмотке

6 создается также с помощью разряда искусственной линии 7 через коммутатор 8. Так как управляющая об мотка является низковольтной, то для согласования требуемого напря— жения с номинальным капряжением существующих наиболее подходящих для данного режима конденсаторов применяется импульсный трансформатор

9. Параметры линии выбраны с учетом необходимости разряда на характеристическое сопротивление. Дроссель с — еременной индуктивностью 10 преднаэначек для регулирования длительности фронта импульса при подборе режима работы в установке.

Заряд линии 7 осуществляет заряд. ное устройство 11.

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

Тороидалькое поле создается в установке при разряде на обмотку

12 конденсаторной батареи 13, заряжаемой зарядным устройством 14. Раз— ряд осуществляется при включении коммутатора 15. После того как ток обмотки 12 достигнет максимального значения„ обмотка унтируется диодом

16, и ток спадает пс эксгоненциаль766 336

Редактор Л. утехина Техред M. Тепер Корректор Г. Решетник

Заказ 3999/2 Тираж 414 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная,4 ному закону с постоянной времени обмотки 13.

Генерирование импульсов в обмотках 1 и 6 полоидального поля осуществляется примерно в момент вре— мени, соответствующий концу разряда конденсаторной батареи 13.

Предлагаемая система была использована при раэработке токамака, поставляемого Советским Союзом в Ливийскую Арабскую Республику. На этой 10 установке, если применить традиционную импульсную систему питания с тиристорными импульСными преобразователями, потребовалось бы испольэовать преобразователи на импульсную мощность 300. 10 вт, сооружение мощ6 ной понизительной и/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 сооружений.

Стоимость конденсаторов с общим эапасом энергии порядка 6 МДж оказывается меньше, чем стоимость тирис- торных преобразователей.