Способ получения энергии в термоядерном реакторе токамаке и устройство для его осуществления

Способ получения энергии в термоядерном реакторе токамаке и устройство для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

RQ.òüнт I0 те н 1 няческая библчртЕна. Ч Б М

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскик

Социалистических

Республик р>689444

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 280778 (21) 2637127/18-25 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет—

Опубликовано 301282, Бюллетень ¹ 48

Дата опубликования описания 05. 01. 83

Р М Кп з

G 21 В 1/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК б21. 384 . б (088. 8) (72) Авторы изобретения

В.A. Глухих, Н.И. Дойников, Н.А. Моносзон, С.Н. Садаков, G.Ã. Филатов и Г.C. Чураков (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭНЕРГИИ В ТЕРМОЯДЕРНОМ

PEAKTOPE TOKANAKE И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО

ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к электрофизической аппаратуре, в частности к термоядерным реакторам токамакам, и может быть использовано при создании демонстрационных, опытно-промышленных и энергетических реакторов токамаков.

Известны термоядерные реакторы токамаки, содержащие системы для создания тороидального и управляющих магнитных полей, индуктор, бланкет, радиационную защиту, тороидальную вакуумную разрядную камеру (11 .

Известен также способ получения энергии в термоядерном реакторе токамаке (2), включающий вакуумную подготовку разрядной камеры и напуск рабочей смеси, начальное намагничивание индуктора,создание и поддержание плазмы в области тороидального поля при размагничивании и перемагничивании индуктора в присутствии внешних управляющих магнитных полей, .выработку тепловой энергии в бланкере, преобразуемую затем в электрическую энергию, паузу для откачки прореагировавшей смеси и подготовки камеры к новому импульсу, а также для возвращения индуктора к исходному состоянию. С цикличностью работы реактора токамака связан неравномер ный тепловой режим бланкета, что создает конструктивно-технологические трудности, вызывает снижение средней тепловой мощности реактора и неравномерный выход энергии.

Целью изобретения является уменьшение вредного влияния цикличности теплбвого режима бланкета и повышение степени равномерности выхода энергии.

Цель достигается тем, что работу реактора токамака осуществляют по двухтактной схеме, при которой после окончания разряда в одном плазменном шнуре создают второй плазменный шнур в области тороидального поля, существующий в процессе возвращения индуктора к исходному состоянию и несущий электрический ток, обратный предыдущему. Причем вакуумные условия для создания второго плазменного шнура подготавливают во время горения плазмы в первом шнуре, а последовательное формирование и удержание в равновесии плазмы то в одной, то в другой камере осуществляют с помощью. внешних управляющих полей. Кроме того, устройство для осуществления способа получения

689444 энергии содержит разрядную камеру, выполненную иэ двух независимых идентичных камер, размещенных одна над другой и окруженных общим бланкетом и радиационной защитой.

На фиг ° 1 схематично изображен возможный вариант поперечного разреза реактора токамака, реализующего укаэанный способ; на фиг.2 - зависимости от времени некоторых характеристик реактора токамака, работающего по двухтактной схеме.

Внутри обмотки тороидального поля 1 расположены одна над другой две идентичные тороидальные вакуумные камеры 2 и 3, имеющие независимые патрубки 4 вакуумной откачки и ввода мощности дополнительного нагрева плазмы, которые окружены общим бланкетом и радиационной защитой 5.

Снаружи обмотки тороидального поля расположены обмотки индуктора и управляющих магнитных полей 6, Графики, приведенные на фиг.2, иллюстрируют временные зависимости тока индуктора Ig, тока плазмы Inn и 1, 2 соответственно в камерах 2 и 3, тока в обмотке управления I9äp и график выхода энергии Р„

Двухтактная схема работы реактора токамака реализуется следующим образом, После вакуумной подготовки и напуска рабочей смеси в одну из камер, например в камеру 2, первоначально намагниченный индуктор начинают размагничивать и перемагничивать, при этом в камере 2 создается и поддерживается плазменный шнур с током

1, а в бланкете вырабатывается тепловая энергия, которая преобразуется далее в электрическую энергию. Затем в камере 2 наступает пауза, необходимая для откачки прореагировавшей смеси и подготовки ее к новому разряду. По окончании разряда в камере

2 создают плазменный шнур в камере

3, существующий в процессе возвращения индуктора;к исходному состоянию и несущий электрический ток1, обратный предыдущему, причем вакуумные условия для создания плазмы в камере 3 подготавливают во время горения плазмы в камере 2, Последовательное формирование и удержание в равновесии плазмы то в одной, то в другой камере осуществляется с помощью внешних управляющих полей.

Преимуществом предлагаемого способа является уменьшение вредного влияния цикличности теплового режима бланкета и повышение степени равномерности выхода энергии беэ существенного усложнения конструкции, Двухтактная схема, работы реактора токамака исключает необходимость перемагничивания индуктора в начальное состояние перед каждым импульсом и позволяет производить вакуумную подготовку не работающей камеры в процессе горения плазмы в другой камере.

Формула изобретения

1. Способ получения энергии в

iтермоядерном реакторе токамаке и устройство для его осуществления, включающий вакуумную подготовку разIO рядной камеры и напуск рабочей смеси, начальное намагничивание индуктора, создание и поддержание плазмы в области тороидального поля при размагничивании и перемагничивании ин15 дуктора в присутствии внешних управляющих магнитных полей, выработку тепловой энергии в бланкете, преобразуемую затем в электрическую энергию, паузу для откачки прореагировавшей смеси и подготовки камеры к новому импульсу, а также для возвращения индуктора в исходное состояние, отличающийся тем, что, с целью уменьшения вредного влияния цикличности теплового режима бланкета и повышения степени равномерности выхода энергии, работу реактора токамака осуществляют по двухтактной схеме, йри которой йо окончании разряда в одном плазменном; шнуре создают второй плазменный шнур в области тороидального поля, существующий в процессе возвращения индуктора к исходному состоянию и несущий. электрический ток, обратный предыдущему, причем вакуумЗ5 ные условия для создания второго плазменного шнура подготавливают во время горения плазмы в первом шнуре, а последовательное формирование и удержание в равновесии плазмы то

40 в одной, то в другой камере осуществляют с помощью внешних управляющих полей.

2. Устройство для осуществления способа по п. 1, содержащее системы

45 для создания тороидального и управляющих магнитных полей, индуктор, бланкет, радиационную защиту и тороидальную вакуумную разрядную камеру, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что

5р разрядная камера Выполнена иэ двух независимых идентичных камер, размещенных одна над другой и окруженных общим бланкетом и радиационной защитой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Велихов Е.П., Глухих В.A. u др. Доклады Всесоюзной конференции по инженерным проблемам термоядерных реакторов. Ленинград, 28-30 июня

1977, т.1, Л,, НИИЭФА, 1977, с. 5.

2. Badger B et аР, ПЛЮК-III;

А nonciscular Tokamak Рокег Reactor

Design">Vnirersity of Wisconsin Nuclear Engcineering Deparment Report

VWFDM-150 (1.976 r) (прототип).

Редактор О. Филиппова Техрец M.Koñòèê

Корректор В. Бутяга

Заказ 10679/12 Тираж 443 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4