聚变反应堆热体室供水系统技术方案

在聚变反应热体室设置隔离壁外壁受热面、隔离壁喷出水帘、热体室顶储水箱、室顶高压喷出头、隔离壁水帘冷却供水共5条独立高压供水系统，在热体进入热体室后隔离壁喷出由隔离壁水帘冷却供水保护的分割热体的水帘幕墙将热体分成小块、然后室顶高压喷出头供水将热体冲散并裸露中心高温区域，受高压喷出水作用发生巨烈反应，被冲散的热体接触隔离壁外壁受热面和热体室顶储水箱流布水作用产生激烈反应耗能。隔离壁水帘冷却水保证水帘供水充沛和不被蒸发，通过这5条供水系统的相互配合，携能热体会尽快降温变成普通等离子体进入热解室。会尽快降温变成普通等离子体进入热解室。会尽快降温变成普通等离子体进入热解室。

【技术实现步骤摘要】
聚变反应堆热体室供水系统


[0001]用于大规模廉价能源用氢的生产，属可再生氢能源开发、生产領域。

技术介绍

[0002]利用聚变反应生产能源用氢的基本原理是，1、水受热后产生气化、随(环境)温度升高气化程度更高、到环境温度1000℃左右时水将以分子为单位均匀扩散分布在容器中(除部分破裂分子外)，这时水分子将主动夺取和利用周围能量用来维持自身下一步裂解反应用能。水的热解反应是极強烈的吸热过程、如此众多的水分子企图同时获得引发自身裂解反应能量，这将是很大数量级的能量需求(所以在传统试验室中很难完成维持水的热解反应试验)，只有核聚变反应过程才能满足水继续维持热解反应所需求的全部能量。2、核聚变反应产生能量很大而且不受控制，释放的能量表现形式为热团能体和其外围的超高温携能等离子热能体，携能等离子体可迅速将堆芯空间温度提升到6000℃以上，以分子为单位均匀扩散分布在堆芯空间中的水会立即共同抢夺式吸收热体分布在堆芯空间的能量，来完成自身的裂解反应。水变成氢氧气体后，爆炸式的反应和气体60倍的体积膨胀压力将热团压缩进狭小空间，体积超过氧气50倍的氢是世界上扩散最快的物质、会迅速扩散到反应堆壁和热体室和热解室空间，堆芯大量的供水使水分子继续又高密度布满堆芯空间，之后的聚变反应热团很难回到反应被点燃初始位置，这时超高温携能等离子热体将随着大量氢氧气体进入反应堆下道程序即热体室中。综合以上理论和技术我们只要做到；保证反应堆具有超强的抗爆炸冲击能力、保证堆内足夠供水能力和保证反应堆有及时排出和消化热团造就的巨量超高温气体则反应绝对安全无恙。所以在聚变反应堆热体室中最关键的技术是保证充足供水和及时安全排出被降温的(部分)携能等离子体和氢氧气体，所以本专利技术涉及的聚变反应堆热体室供水系统是热体室安全运行的最关键环节之一。

技术实现思路

[0003]聚变反应堆热体室是应对热团生成超高温携能等离子热能体的前沿第一站，对携能热体的分割、降温都离不开水、所以保证热体室可靠、充足的供水系统是聚变反应堆安全工作的必要保证。
[0004]本专利技术的目的是这样实现的，在聚变反应热体进入热体室后，安装在四堵隔离壁上方的顶壁、将热体室顶部分割成多个经纬小方块形的热体隔离壁、将利用安装在隔离壁底面的水帘高压喷头喷出的热体分割水帘墙对热体施加分割，隔离壁材料由多孔海绵状石墨体及其内衬的硼化锆材料构成，隔离壁外壁呈开放穿透形可储水斗壁状箱体形储水斗和外壁条板状横栅栏墙体叠加构成，壁中设内夹供水腔、通过供水腔的水向外壁储水斗供水，再利用该储水斗水的满溢和流泄对外壁受热面墙体降温和吸热。这是本专利技术涉及的第一条独立供水源的外壁受热面供水系统，可对隔离壁外壁针对携能热体引发水热解反应的外壁受热面供水，隔离壁夹心供水腔下端另置随墙体沿伸紧密排列的高压水帘供水管、供水管下端头置高压喷头，本专利技术设置的第二条独立供水源组成的隔离壁吸热水帘就从该高压喷
头向下方喷出的水帘壁形成、将热体团分割小块后分别进入相应的隔离壁空格中，小块热体进入热体室隔离壁空格后，受室顶的强大喷水压迫、令携能热体散开，导致中心更高温度等离子体裸露和水引发更激烈热解反应，这是消灭携能热体有效措施，可尽快令它降温变成普通等离子体进入热解室，从而达到了将热体分割、降温和消灭的目的。第三条独立供水源是热体室顶储水箱系统，它主要提供室顶乏热体的通道出口和对热体室顶冷却降温系统供水，对热体室顶等冷却后的乏水将从隔离壁上端和顶壁水箱联接处设置的出水横道、从流布水箱向隔离外壁流布注水、保证外壁始终处于水的流洼湿润状态，事故中或隔离壁外墙受热面供水不足时室顶水箱可直接紧急向隔离外壁和小块热体流布注水，增加隔离外壁和携能热体热解反应烈度，达到更快消耗其所携能量目的。第四条独立供水源是室顶高压喷头、喷出的供水，分割后体量不大的携能热体表面温度会直接降低、但其中心温度可能仍然很高，受強有力室顶高压喷出水冲击、又受下部热体上升压力被迫自身横向扩散、和隔离壁紧密接触后产生更大热解反应，特别热体中心高温携能体部分裸露和室顶喷水接触后会产生更激烈巨大爆炸式反应、使携能热体快速解体，散开的热体和均匀分布水分子更容易产生热解反应而形成氢氧等离子体。第五条，独立供水的冷却隔离壁水帘供水，由于随墙体沿伸紧密排列的高压水帘供水管设在隔离壁夹心供水腔中央地段、受隔离壁外墙受热面和有时穿墙而入携能等离子体影响隔离壁夹心供水腔中水温度有时会很高，为保证水帘更好隔离热体的效果、必须控制水帘水源供水温度在25℃以下，所以独立水源的水帘冷却供水是保证水帘隔离热体效果最好的保证。
[0005]综上所述本专利技术在聚变反应堆热体室供水系统中设立1、隔离壁外壁受热面供水系统特点是，隔离壁材料由多孔石墨及其内衬的硼化锆材料构成，隔离壁外壁呈开放穿透形可蓄水储水斗槽和高出斗槽外壁及斗槽底壁朝下较长的隔墙和斗槽内隔墙错落叠加构成，壁中呈内夹空腔、空腔中心设随墙沿伸紧密一排高压水帘供水管壁设置成为夹层结构和由外壁夹层供应冷却水、由内层芯管提供工作水结构，通过对空腔加水向外壁储水斗供水，再利用储水斗靠外墙受热面部分水的蒸发对外壁受热面墙体降温。
[0006]2、隔离壁水帘供水特点是，隔离壁随墙沿伸的高压水帘供水管下端的高压喷头喷出的水帘壁、将热体团分割小块后进入隔离壁空间。
[0007]3、热体室顶储水箱特点是，利用隔离壁上端和水箱联接处设置的出水横道、让室顶储水箱内的流布水箱中水向隔离壁外壁受热面流布注水、保证受热面蒸发用水和外壁始终处于流洼湿润状态。在受热面供水不足时室顶水箱可直接另行向受热面流布強力注水。保护受热面，达到更快消耗热体所携能量目的。
[0008]4.室顶高压喷头供水，被分割后体量不大的携能热体表面温度会直接降低、但其中心温度可能仍然很高，受室顶高压喷头强大喷水压迫、携能热体被迫散开让中心高温等离子携能体裸露，引发更大、更激烈热解反应，使携能热体快速解体。
[0009]5、冷却隔离壁水帘供水，由于随墙体中的水帘供水管、受隔离壁外墙受热面和供水腔中水温影响、水帘供水管温升很大，为保证水帘更好分离热体的效果、水帘供水管冷却系统走着起着关键作用，所以独立水源的水帘冷却供水是保证水帘隔离热体效果最好的保证。
附图说明
[0010]图1：是热体室供水系统示意图
[0011]图中：1.隔离壁水帘供水腔进口，2.水帘供水腔冷却水进口，3.隔离壁内腔供水进口，4.室顶壁高压喷头供水，5热体室顶储水箱，6.流布水箱，7. 流布水箱阀门，8.流布水箱出水口，9.流布水，10.室顶水箱流布出水横道口， 11.水帘高压喷头，12.水帘腔冷却水出口，13.热体分割水帘墙，14.室顶高压喷头，15.室顶喷水，16.室顶水箱进水口，17.热体室出口喷头，18.乏热体出口，19.小块热体，20.室顶耐热保温层，21.隔离壁受热面，22.缓压室。
具体实施方式
[0012]热团生成后大量携能热体进入热体室，受(2)冷却的(1)通过(11)喷出的(13)将热体分割成(19)，(2)中冷却水对(1)降温后通过(12)排出，汇聚本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.聚变反应热体室供水系统：隔离外壁受热面供水特点是，材料由多孔石墨内衬硼化锆构成，壁形呈开放穿透形对称储水斗槽和上下前后三层错落搭接高低不同的横向栅栏透空外壁叠加构成壁中呈内夹空腔、空腔中心设随墙沿伸紧密一排高压水帘供水管，应用时对空腔加水、就是向外壁储水斗供水，再利用储水斗靠外墙受热面部分水的蒸发和溢水使受热面墙体降温和吸收热能。空腔中心设随墙沿伸紧密一排高压水帘供水管下端的高压喷头喷出的水帘壁、可将热体团分割小块。高压水帘供水管由管道外裹水帘供水腔冷却管高速循环水冷却，保证热体分割水帘水源充足、不被蒸发。被分割后体量不大的携能热体表面温度会直接降低、但其中心温度可...

【专利技术属性】
技术研发人员：王鸿庆，
申请(专利权)人：王鸿庆，
类型：发明
国别省市：