一种磁约束聚变反应堆
申请人信息
- 申请人:中国科学院合肥物质科学研究院
- 申请人地址:230031 安徽省合肥市蜀山区蜀山湖路350号
- 发明人: 中国科学院合肥物质科学研究院
专利详细信息
| 项目 | 内容 |
|---|---|
| 专利名称 | 一种磁约束聚变反应堆 |
| 专利类型 | 发明授权 |
| 申请号 | CN202311792221.2 |
| 申请日 | 2023/12/25 |
| 公告号 | CN117457240B |
| 公开日 | 2024/3/26 |
| IPC主分类号 | G21B1/11 |
| 权利人 | 中国科学院合肥物质科学研究院 |
| 发明人 | 宋云涛; 郑金星; 彭学兵; 秦经刚; 陆坤; 刘旭峰; 覃世军; 雷明准; 杨庆喜; 刘辰; 程勇; 葛剑; 张清泉 |
| 地址 | 安徽省合肥市董铺岛 |
摘要文本
本发明涉及磁约束聚变能设备技术领域,公开了一种磁约束聚变反应堆,包括设于主机大厅的杜瓦系统、冷屏系统、超导磁体系统、真空室系统、偏滤器系统、包层系统、遥操作系统和维护系统,以形成聚变堆主机。本发明的有益效果为:通过多绕组串联设计提高线圈的安匝数,缩短线圈的冷却回路,提高聚变堆磁体系统的安全性,稳定性和性价比;馈线之间互不干涉,可独立完成加工装配,降低了装配难度,节省了装置内部的连接空间,可依据建筑物布局分布在建筑物的不同层次,有利于实施日常维护,真空室系统抗辐照、长寿命、高真空、多动载,能实现高效自动排热和真空烘烤,其中子屏蔽块能最大程度减少高能聚变中子对超导磁体的损伤,降低环向场波纹度。
专利主权项内容
1.一种磁约束聚变反应堆,其特征在于,包括:设于主机大厅的杜瓦系统、冷屏系统、超导磁体系统、真空室系统、偏滤器系统、包层系统、遥操作系统和维护系统,以形成聚变堆主机,所述超导磁体系统中设有中心螺线管磁体、极向场磁体和环向场磁体,所述中心螺线管磁体通过电流变化用于提供产生、建立和维持等离子体电流所需的伏秒数,所述极向场磁体产生的极向磁场用于控制等离子体截面形状和位置平衡,所述环向场磁体产生的环向磁场用于保证等离子体的宏观整体稳定性,环向磁场与等离子体电流产生的极向磁场用于约束等离子体;所述杜瓦系统和所述冷屏系统用于为所述超导磁体系统提供真空和低温环境;所述真空室系统用于为等离子体的稳定运行提供清洁的超高真空环境,并降低聚变产生的中子在超导磁体上的核热沉积和对环境的污染;所述偏滤器系统和所述包层系统均设于所述真空室内,所述偏滤器系统用于屏蔽来自器壁的杂质,减少对中心等离子体的污染,排出来自中心等离子体的粒子流和热流以及核聚变反应过程中所产生的氦灰;聚变中子携带的能量在所述包层系统沉积,由冷却剂带到反应堆外,并通过中子与氚增殖剂的核反应产生氚以补给聚变燃料;所述环向场磁体包括超导线圈、环向场线圈盒、环向场终端盒、环向场环向支撑和环向场重力支撑,所述环向场磁体由16个扇形的相似的超导磁体组成,用于提供磁场,以约束等离子体;所述超导线圈由若干D型子绕组套装组合而成,所述D型子绕组采用低场绕组和高场绕组,所述低场绕组采用Nb3Sn导体绕制两个六饼子绕组,所述高场绕组采用Nb3Sn导体绕制一个十二饼子绕组,并通过超导第一接头串联起来;所述环向场线圈盒呈D字型,包括内侧U型盒组件、内侧密封盖板、外侧U型盒组件和外侧密封盖板,其中所述内侧U型盒组件与所述内侧密封盖板中的直线段部分采用N50不锈钢,所述内侧U型盒组件、所述内侧密封盖板和所述外侧U型盒组件、所述外侧密封盖板中的圆弧段采用316LN不锈钢设计。