【技术实现步骤摘要】
一种套管式的聚变堆氦冷包层结构
本专利技术涉及核聚变氚增殖包层领域,具体是一种套管式核聚变装置的氚增殖氦冷包层结构。
技术介绍
受控磁约束核聚变是目前自然科学研究中具有重大意义的前沿研究领域,其基本目标是实现氘氚核聚变反应,为人类提供新能源。氚增殖包层是核聚变的关键部件,其主要功能是高温能量提取和维持氚自持的氚增殖能力。因此,包层是实现核聚变发电的关键技术之一。包层根据氚增殖剂的形态主要分为液态氚增殖剂包层和固态氚增殖剂包层。液态氚增殖剂包层一般又分为液态金属氚增殖包层和液态熔盐氚增殖剂包层。液态包层虽然具有着良好的几何适应性,简化结构设计,但是也同样会带来一些问题。如液态金属在高温下对结构材料有较强的腐蚀作用,液态金属在聚变堆的强磁场环境下流动会导致磁流体动力学效应,增加液体流动的压力降和功率损耗。固态氚增殖剂包层由于各个区域均需要布置冷却回路,因此结构比液态氚增殖剂包层复杂。但是它具有冷却剂对结构材料无腐蚀性、无磁流体动力学效应等优点,因此其设计理念被国内外聚变装置广泛使用。固态氚增殖剂包层根据冷却剂不同主要分为水冷固态氚增殖剂包层和氦冷固态氚增殖剂包层两种。在进行固态包层设计时,一般采用正硅酸锂、钛酸锂等锂的化合物作为氚增殖材料。氚增殖率由于受到核聚变反应中子数量的限制,氚增殖率相对较低。因此在固态包层结构中一般还需要加入中子倍增材料以提高包层的氚增殖率,中子倍增剂一般采用Be或Be12Ti等材料。由于包层结构在装置运行时受到中子辐照作用,包层结构材料均采用低活化钢,避免废料难以处理。氚提取需要专门的回路,提氚气体一般为氦气和氢气的混合气体,其原理是 ...
【技术保护点】
一种套管式的聚变堆氦冷包层结构,其特征在于:包括有由上盖板、下盖板、第一壁构成的包层结构,包层结构中包括有套管式增殖单元、氦冷却剂回路和氚提取回路,所述氦冷却剂回路包括有设置在包层结构上的氦冷回路进气口、氦冷回路出气口和设置在包层结构内的集流腔体A、集流腔体B、集流腔体C,所述氚提取回路包括有设置在包层结构上的提氚回路进气口、提氚回路出气口和设置在包层结构内的提氚气体集流腔体A、提氚气体集流腔体B;所述氦冷却剂回路中氦气由氦冷回路进气口进入,经集液腔体A分流后进入第一壁和上、下盖板,然后进入集流腔体B,通过集流腔体B进入套管式增殖单元,最后汇集到集流腔体C经过氦冷回路出气口流出包层结构;所述氚提取回路中提氚气体由提氚回路进气口进入提氚气体集流腔体A,经过提氚气体集流腔体A给套管式增殖单元的各个氚增殖套管结构分流,带走氚增殖区产生的氚,然后进入提氚气体集流腔体B,最后通过提氚回路出气口流出包层结构。
【技术特征摘要】
1.一种套管式的聚变堆氦冷包层结构,其特征在于:包括有由上盖板、下盖板、第一壁构成的包层结构,包层结构中包括有套管式增殖单元、氦冷却剂回路和氚提取回路,所述氦冷却剂回路包括有设置在包层结构上的氦冷回路进气口、氦冷回路出气口和设置在包层结构内的集流腔体A、集流腔体B、集流腔体C,所述氚提取回路包括有设置在包层结构上的提氚回路进气口、提氚回路出气口和设置在包层结构内的提氚气体集流腔体A、提氚气体集流腔体B;所述氦冷却剂回路中氦气由氦冷回路进气口进入,经集液腔体A分流后进入第一壁和上、下盖板,然后进入集流腔体B,通过集流腔体B进入套管式增殖单元,最后汇集到集流腔体C经过氦冷回路出气口流出包层结构;所述氚提取回路中提氚气体由提氚回路进气口进入提氚气体集流腔体A,经过提氚气体集流腔体A给套管式增殖单元的各个氚增殖套管结构分流,带走氚增殖区产生的氚,然后进入提氚气体集流腔体B,最后通过提氚回路出气口流出包层结构。2....
【专利技术属性】
技术研发人员:雷明准,宋云涛,刘素梅,陆坤,裴坤,郭超,刘松林,徐淑玲,叶民友,
申请(专利权)人:中国科学院合肥物质科学研究院,
类型:发明
国别省市:安徽,34
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