聚变包层调研 _ 星辰.doc

《聚变包层调研 _ 星辰.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、包层调研报告ReportofTestBlanketModule星辰2014/10/28USTC目录1.概述2.2.1EU_HCPB(EuropeanHeliumCooledPebbleBed)2.10HCPB概述2.11HCPB工程描述2.12HCPB中子学分析2.13HCPB热工水力学分析2.2EU_HCLL(EuropeanHeliumCooledLithiumLeadTestBlanketModule)2.20HCLL概述2.21HCLL工程描述2.22HCLL中子学分析2.23HCLL热工水力学分析2.3US_DCLL(DUALCOOLANTPb-17LiTESTBLANKETMOD

2、ULE)2.30DCLL概述2.31DCLL工程描述2.32DCLL中子学分析2.33DCLL热工水力学分析2.4US_HCCB(U.S.Helium-CooledSolidBreeder)2.40HCCB概述2.41HCCB工程描述2.42HCCB中子学分析2.43HCCB热工水力学分析2.5RF_CHC(RussianFederationCeramicHeliumCooled)2.50CHC概述2.51CHC工程描述2.52CHC中子学分析2.53CHC热工水力学分析2.6JP_HCSB(JapanHeliumCooledSolidBreeder)2.60HCSB概述2.61HCSB工程

3、描述2.62HCSB中子学分析2.63HCSB热工水力学分析3.总结4.参考资料1.概述：ITER测试包层工作小组TBWG（TestBlanketWorkingGroup）要求ITER的每一个参与方都要参加TBM（TestBlanketModules）项目并提供各自的包层设计报告DDD（designdescriptiondocument），本文主要介绍了当前国际上的部分国家TBM的设计概况。ITER最主要的目标之一就是测试和验证一个功率反应堆的氚增殖包层的性能。这项测试对象就是TBM。ITER提供3个赤道窗口，编号分别为#16、#18、#2(1.75m宽2.2m高)用以TBM测试，实验最多可

4、以测试6个TBM。TBM测试的主要目标：▪验证TBM结构的完整性;▪氚增殖性能和实时地提氚与控制技术;▪具有获取和传输高能热能的能力，提高热功率;▪获得不同运行条件下的综合性能参数。图1.1ITER-TBS（TestBlanketSystem）和赤道窗口示意图TBM/TBS的设计必须要满足ITER的功率需求，其主要设计要求包括：▪最大聚变额定功率：0.5GW；▪最大聚变能偏移（MaximumFusionPowerExcursions）：20%；▪偏移持续时间：~10s；▪脉冲持续时间：400s；▪脉冲重复时间：>1800s；▪第一壁能移除最大约为0.5MW/㎡表面热通量；▪TBS满足一定的T

5、BR；▪总的TBM热能：~3MW；▪最大的中子壁负载：0.78MW/㎡。测试包层系统TBS（TestBlanketSystem）主要由以下系统组成：•TheTestBlanketModule(TBM).•TheTBMPortPlug(PP).•Interspace/PortCellPiping(IP).•TheHeliumCoolantSystem(HCS).•TheCoolantPurificationSystem(CPS).•Othersystems.表1.1不同实验包层模块概念的基本特征TBM概念冷却剂氚增殖剂中子倍增剂结构材料代表各国氦冷/陶瓷氦冷锂陶瓷铍铁素体钢所有氦冷/锂铅氦冷/

6、锂铅液态锂铅铅铁素体钢欧、美、中水冷/陶瓷水冷锂陶瓷铍铁素体钢日自冷/锂钒自冷/锂液态锂无钒基合金日、俄自冷/熔盐自冷/熔盐熔盐/FLiBe铍铁素体钢美（已放弃）本文简要地对不同种类TBM的、要求、结构和功能经行了概述。TBM/TBS的设计必须要满足ITER的功率需求，这些要求是不同的研制单位设计TBM的框架与基础。各个国家或科研单位依据统一的TBM设计要求设计了自己的TBM。本文主要介绍了各国TBM的概况，对于每一个TBM概述框架涵盖了它的工程描述、中子学分析和热工水力分析。工程描述主要包含了TBM的机械构成和主要部件的运作原理。介绍了TBM的第一壁（FW）、氚增殖区（TBZ）、中子倍增区

7、（Multiplier）、屏蔽层（shielding）和其他框架结构（Frame）。重点说明了第一壁、中子倍增区和氚增殖区的机械结构、几何布置、冷却剂管道的设计排布以及冷却剂在TBM中的循环方式。也介绍了各部件的冷却原理和其中的冷却剂通道的几何排布。对于固体氚增殖包层还介绍了净化气体（Prugegas）管道的布置和作用。对于液态金属氚增殖包层也介绍了液态金属的作用和流动循环方式。其次，本文介绍了不同TBM的中