[发明专利]一种低环场波纹度的国际热核聚变实验堆实验包层模块

权利要求书

1.一种低环场波纹度的国际热核聚变实验堆实验包层模块，实验包层模块的前端结构包括第一壁(1)、氚增殖区(2)、上下盖板(4)和隔架(5)的材料都采用RAFM钢作为结构材料；其特征在于：实验包层模块后板(3)采用非铁磁性材料316LN材料作为主体结构材料；前端结构与后板(3)之间的界面连接采用中间过渡层结构，该中间过渡层在工况温度为300～400℃时为镍合金，工况温度为400～500℃时为镍合金和316LN材料的复合材料层。

2.如权利要求1所述的一种低环场波纹度的国际热核聚变实验堆实验包层模块，其特征在于：中间过渡层设置在第一壁(1)、氚增殖区(2)、上下盖板(4)和隔架(5)上，分别在以上各部件与后板的管道接口处(6)，该中间过渡层为镍合金与316LN材料的梯度复合渐变层。

3.如权利要求2所述的一种低环场波纹度的国际热核聚变实验堆实验包层模块，其特征在于：镍合金与316LN材料的梯度复合渐变层，在沿从前端结构到后板(3)的方向上由三部分组成，分别是厚度为2mm的纯镍合金层、厚度为2mm复合层、厚度为1mm纯316LN材料层；其中在复合层中，在沿从前端结构到后板(3)的方向上，镍合金所占的摩尔分数的变化梯度为-50％/mm，316LN材料所占的摩尔分数的变化梯度为50％/mm。

4.如权利要求1所述的一种低环场波纹度的国际热核聚变实验堆实验包层模块，其特征在于：中间过渡层设置在后板上与第一壁(1)、氚增殖区(2)、上下盖板(4)和隔架(5)进行管道连接的部位，由RAFM钢层、镍合金层、镍合金与316LN材料的复合材料层、316LN材料层构成；中间过渡层上的RAFM钢层与第一壁(1)、氚增殖区(2)、上下盖板(4)和隔架(5)进行管道连接，316LN材料层与后板主体结构连接。

5.如权利要求4所述的一种低环场波纹度的国际热核聚变实验堆实验包层模块，其特征在于：中间过渡层在沿从前端结构到后板(3)的方向上由四部分组成，分别是厚度为1mm的RAFM钢层，厚度为2mm的镍合金层，厚度为2mm的RAFM钢与镍合金复合层，厚度为1mm的镍合金层。

6.如权利要求1～5所述的一种低环场波纹度的国际热核聚变实验堆实验包层模块，其特征在于：RAFM钢为一种由Fe、Cr、V、Mn、W和Ta元素组成的低活性铁素体/马氏体钢，各元素成分质量百分比为：Fe占86％以上，Cr在7.5～9.5％，V在0.1～0.3％，W在1.0～2.0％，Mn在0.1～0.6％，Ta在0.01～0.3％。

7.如权利要求1所述的一种低环场波纹度的国际热核聚变实验堆实验包层模块，其特征在于：RAFM钢是以下任意一种型号：核工业西南物理研究院的CLF-1、中科院合肥等离子所的CLAM、欧盟F4E的Eurofer和日本JAEA的F82H。

8.如权利要求1所述的一种低环场波纹度的国际热核聚变实验堆实验包层模块，其特征在于：镍合金中各元素成分质量百分比为：Ni在50.0～55.0％，Cr在17.0～21.0％，Mo在2.8～3.3％，Nb+Ta在4.75～5.50％，Ti在0.65～1.15％，Al在0.20～0.80％，C小于0.08％，Mn小于0.35％，Si小于0.35％，P小于0.015％，S小于0.015％，Co小于0.1％，B小于0.006％，Cu小于0.30％，其余为Fe。

9.如权利要求1所述的一种低环场波纹度的国际热核聚变实验堆实验包层模块，其特征在于：镍合金是以下任意一种型号：Inconel718、Nimonic 80A、GH4169。

10.如权利要求1所述的一种低环场波纹度的国际热核聚变实验堆实验包层模块，其特征在于：316LN材料选用SS 316L(N)-IG型号的材料，其中各元素成分质量百分比为：Ni在12.0-12.5％之间，Cr在17.0-18.0％之间，Mo在2.3-2.7％之间，Mn在1.6-2.0％之间，Nb+Ta小于0.15％之间，Ti小于0.1％，C小于0.03％，Si小于0.5％，P小于0.025％，S小于0.01％，Co小于0.05％，B小于0.001％，Cu小于0.30％，N在0.06-0.17％之间，其余为Fe。