一种可适应于两种聚变功率的聚变堆包层制造技术

本发明专利技术公开了一种可适应于两种聚变功率的聚变堆包层，由第一壁、冷却板、支撑隔板和侧板组成，冷却板和支撑隔板分别沿径向和环向布置，将包层分隔成多个氚增殖区和中子倍增区。该包层有两套相互独立的冷却剂系统，每套冷却剂系统分别由四个分配联箱与第一壁、冷却板、支撑隔板、侧板配合构成。该包层在聚变堆低功率阶段运行时，只打开一套冷却剂系统；在高功率阶段运行时，同时打开两套冷却剂系统。为提高氚增殖区在低聚变功率运行下的温度以利于氚的释放，两套冷却剂系统在各部件中采用交叉间隔流道布置。本发明专利技术可以避免聚变堆在高低功率转换时更换包层的操作，节省了氚增殖剂、中子倍增剂和钢结构等材料，提高了聚变堆运行的经济性。

A fusion reactor blanket adapted to two fusion powers

The invention discloses a can adapt to the two kinds of fusion power fusion reactor blanket, composed of the first wall, cooling plate, supporting baffle plates and side plates, cooling plates and spacers respectively along the radial and circumferential arrangement, the cladding layer is divided into a plurality of tritium and neutron multiplication region. The blanket comprises two independent coolant systems, each of which is composed of four distribution boxes which are in coordination with the first wall, the cooling plate, the supporting partition plate and the side plate. The package opens only one coolant system at the low power stage of the fusion reactor and simultaneously opens two coolant systems at the high power stage. In order to increase the temperature of the tritium multiplication zone under the operation of low power shift, and to facilitate the release of tritium, the two coolant systems are arranged in each of the components through an interval flow channel. The invention can avoid the operation of the replacement of the blanket in the high and low power conversion of the fusion reactor, thereby saving the tritium multiplication agent, the neutron multiplier and the steel structure and other materials, and improving the economy of the fusion reactor operation.

【技术实现步骤摘要】
一种可适应于两种聚变功率的聚变堆包层
本专利技术涉及聚变堆工程
，具体是一种可适应于两种聚变功率的聚变堆包层。
技术介绍
包层是聚变堆内围绕等离子体的核心部件，为实现氘-氚自持的核聚变反应，内部需要携带中子倍增剂与氚增殖剂，分别用于倍增中子与产氚，同时产生高功率密度的核热沉积，该核热沉积与来自堆芯的高辐射热流通过包层内部的冷却剂系统带出发电。从热工水力学的观点上讲，包层冷却剂系统的设计需要兼顾多方面的因素：材料的温度应该被冷却至最高允许值以下，并留有足够的裕量；为确保氚能够顺利地从增殖剂中释放，氚增殖区的温度应在合理的释氚温度范围内；为提高热电转换效率，冷却剂系统的结构设计应能使冷却剂的流动压降尽可能小；为避免局部区域出现热点，由母管分配给并排的冷却剂管道的流量应尽可能均匀，以便获得较为均匀的温度场；为提高氚增殖率，冷却剂系统应简单化，减少包层内部钢材料的用量。因此，包层冷却剂系统设计是实现包层功能的核心工作。出于保守考虑，聚变堆研究是一个从低等离子体运行参数到高等离子体运行参数的过程，例如，在500MW聚变功率的国际热核聚变实验堆（ITER）之后，欧洲、日本、韩国和中国分别提本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可适应于两种聚变功率的聚变堆包层，其特征在于：包括由第一壁、冷却板、支撑隔板和侧板组成的结构骨架，其中冷却板和支撑隔板分别沿径向和环向布置，将包层分隔成多个氚增殖区和中子倍增区，第一壁、冷却板、支撑隔板和侧板内分别布置多根流道，将核热沉积与第一壁的辐射热流带出发电；还包括设置在整个包层背面的分配联箱一～分配联箱八，其中分配联箱一～分配联箱四与第一壁、冷却板、支撑隔板和侧板构成第一套冷却剂系统，在第一套冷却剂系统中，冷却剂从包层外部流进分配联箱一，通过分配联箱一分配冷却剂到第一壁，冷却剂从第一壁流出后汇集到分配联箱二，由分配联箱二分配冷却剂到冷却板，冷却剂从冷却板流出后汇集到分配联箱三，由分...

【技术特征摘要】
1.一种可适应于两种聚变功率的聚变堆包层，其特征在于：包括由第一壁、冷却板、支撑隔板和侧板组成的结构骨架，其中冷却板和支撑隔板分别沿径向和环向布置，将包层分隔成多个氚增殖区和中子倍增区，第一壁、冷却板、支撑隔板和侧板内分别布置多根流道，将核热沉积与第一壁的辐射热流带出发电；还包括设置在整个包层背面的分配联箱一～分配联箱八，其中分配联箱一～分配联箱四与第一壁、冷却板、支撑隔板和侧板构成第一套冷却剂系统，在第一套冷却剂系统中，冷却剂从包层外部流进分配联箱一，通过分配联箱一分配冷却剂到第一壁，冷却剂从第一壁流出后汇集到分配联箱二，由分配联箱二分配冷却剂到冷却板，冷却剂从冷却板流出后汇集到分配联箱三，由分配联箱三分配冷却剂到支撑隔板和侧板，冷却剂从支撑隔板和侧板流出后汇集到分配联箱四，最终从分配联箱四流出包层；分配联箱五～分配联箱八与第一壁、冷却板、支撑隔板和侧板构成第二套冷却剂系统，在第二套冷却剂系统中，冷却剂从包层外部流进分配联箱五，通过分配联箱五分配冷却剂到第一壁，冷却剂从第一壁流出后汇集到分配联箱六，由分配联箱六分配冷却剂到冷却板，冷却剂从冷却板流出后汇集到分配联箱七，由分配联箱七分配冷却剂到支撑隔板和侧板，冷却剂从支撑隔板和侧板流出后汇集到分配联箱八，最终从分配联箱八流出包层；在聚变堆低功率运行时，只有一套冷却剂系统工作；在聚变堆高功率运行时，两套冷却剂系统同时工作。2.根据权利要求1所述的一种可适应于两种聚变功率的...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋科成，刘松林，马学斌，李敏，祝庆军，黄凯，
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