【技术实现步骤摘要】
一种磁约束聚变堆氘氚内燃料循环演示实验系统
本专利技术涉及一种磁约束聚变堆氘氚内燃料循环演示实验系统。
技术介绍
聚变能由于燃料来源广泛、释放能力巨大、放射性远低于核裂变，因此被认为是未来人类最重要的能源方式。聚变能的产生主要依靠氢的同位素氘(D)和氚(T)发生聚变(D+T→n(14.06MeV)+4He(3.52MeV))。由于每次注入反应堆真空室(氘氚聚变反应的发生地方)的氘氚燃料，燃耗不足5％，需回收循环利用。同时，由于D、T逐渐消耗，4He和H2等杂质会逐渐增多，导致等离子体逐渐降温。为了维持反应堆的运行，须不断从真空室取出“燃烧”过的气体，或称为排灰，经过等离子体排出气循环处理后，再通过燃料加注系统注入回真空室。因此，需要设计一种磁约束聚变堆氘氚内燃料循环演示实验系统，主要用于模拟演示聚变堆运行过程中，氘氚燃料从聚变反应真空室中进行回收、净化、分离以及配制特定比例氘氚气等处理后，再次供给至真空室的循环过程。进而通过模拟实验考核，掌握相关工程技术，获得氚处理速率、回收效率实验数据以及工程可行性、可靠性与合理性...
【技术保护点】
1.一种磁约束聚变堆氘氚内燃料循环演示实验系统，其特征在于，包括用于配制出与反应堆真空室内气体组分相一致的氢同位素混合气的配气系统，与所述配气系统通过管道连接以在D/T等离子体运行期间及时回收等离子体排灰气中的氘氚气体的离子体排灰气处理系统TEP，与所述离子体排灰气处理系统TEP通过管道连接的同位素分离系统ISS，与所述同位素分离系统ISS通过管道连接用于提供氘氚比满足D/T聚变反应要求的D-T气体的贮存与供给系统SDS，与所述贮存与供给系统SDS通过管道连接的燃料气罐，以及通过管道与所述燃料气罐连接的尾气罐。/n
【技术特征摘要】
1.一种磁约束聚变堆氘氚内燃料循环演示实验系统，其特征在于，包括用于配制出与反应堆真空室内气体组分相一致的氢同位素混合气的配气系统，与所述配气系统通过管道连接以在D/T等离子体运行期间及时回收等离子体排灰气中的氘氚气体的离子体排灰气处理系统TEP，与所述离子体排灰气处理系统TEP通过管道连接的同位素分离系统ISS，与所述同位素分离系统ISS通过管道连接用于提供氘氚比满足D/T聚变反应要求的D-T气体的贮存与供给系统SDS，与所述贮存与供给系统SDS通过管道连接的燃料气罐，以及通过管道与所述燃料气罐连接的尾气罐。
2.根据权利要求1所述的一种磁约束聚变堆氘氚内燃料循环演示实验系统，其特征在于，所述离子体排灰气处理系统TEP与所述同位素分离系统ISS相连接的管道上顺着气流方向上顺序设有缓存罐V105和循环泵C103。
3.根据权利要求2所述的一种磁约束聚变堆氘氚内燃料循环演示实验系统，其特征在于，所述配气系统通过管道连接有第二原料气罐，所述第二原料气罐通过管道分别与所述缓存罐V105和所述贮存与供给系统SDS相连接，所述离子体排灰气处理系统TEP通过管道与所述贮存与供给系统SDS相连接。
4.根据权利要求3所述的一种磁约束聚变堆氘氚内燃料循环演示实验系统，其特征在于，所述离子体排灰气处理系统TEP包括顺序管道连接通过Pd/Ag合金渗透膜将氢同位素气体与其他杂质气体分离的前端处理器FEP、通过对含氚杂质的催化裂解-氢渗透处理以对含氚杂质中氢同位素回收的杂质处理器IPS、以及通过对含氚杂质的催化交换-渗透处理以对含氚杂质中氢同位素回收的末端清洁器FC，所述缓存罐V105通过管道分别与所述前端处理器FEP、所述杂质处理器IPS和所述末端清洁器FC连接，所述前端处理器FEP通过管道与所述配气系统连接，所述贮存与供给系统SDS通过管道分别与所述前端处理器FEP、所述杂质处理器IPS和所述末端清洁器FC连接，所述末端清洁器FC通过管道连接有尾气除氚系统VDS。
5.根据权利要求4所述的一种磁约束聚变堆氘氚内燃料循环演示实验系统，其特征在于，所述同位素分离系统ISS包括顺序管道连接的氢气纯化器、用于对氢同位素混合气中重组分D2进行富集的第一精馏柱、以及用于除去氢同位素混合气中轻组分H2的第二精馏柱，所述氢气纯化器通过管道与所述循环泵C103连...
【专利技术属性】
技术研发人员：罗文华，寇化秦，熊仁金，房满权，陈长安，宋江锋，罗军洪，陈钧，张光辉，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院材料研究所，
类型：发明
国别省市：四川;51
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