[发明专利]一种提高聚变堆磁体支撑冷却可靠性热锚冷却系统及方法

说明书

本发明属于磁约束核聚变反应堆技术领域，具体涉及一种提高聚变堆磁体支撑冷却可靠性热锚冷却系统及方法。本发明中，在独立的热锚冷却板内部加工若干对深孔流入流道和深孔流出流道，在深孔流入流道和深孔流出流道的一端分别焊接流出汇总管的弯管连接管和流入汇总管的弯管连接管；流出汇总管的弯管连接管、流入汇总管的弯管连接管的另一端分别与流出冷却汇总管、流入冷却汇总管连接，在每对深孔流入流道和深孔流出流道的另一端焊接有冷却通道焊接堵头。本发明具有提高冷却效率，而且能够减少制造、运输、安装和运行的风险等优点。

技术领域

本发明属于磁约束核聚变反应堆技术领域，具体涉及一种提高聚变堆磁体支撑冷却可靠性热锚冷却系统及方法。

背景技术

能源是发展国民经济的动力，是提高人民生活的物质基础。开发核聚变能是未来清洁新能源途径之一，可控核聚变是当今能源领域的一个前沿研究课题，已经取得了一定的进展。受控热核聚变在常规托卡马克实验装置(铜线圈磁体)上已经实现，但磁约束受控热核聚变实验反应堆正处于研发阶段，如目前的国际合作核聚变实验反应堆(ITER)项目，国家重点研发计划资助的中国聚变工程实验堆(CFETR)项目。CFETR研究将进一步加强国内ITER计划相关的聚变能源技术研究和创新。磁约束聚变实验反应堆使用超导磁体提供磁场。超导磁体要在低温下才能运行。反应堆超导磁体系统的支撑部件下端与基础相连，处于室温状态，其上端与超导磁体系统相连，低于处于低温状态。热锚冷却系统的功能是在冷却管通入约80K的冷却介质把从室温输入的热量带走，可以有效降超导磁体系统的漏热量损失，对维持支撑部件上端超导磁体的正常运行发挥作重要作用。因此热锚冷却系统是维持超导磁体处于超导状态的重要保证措施保证之一。随着磁约束聚变研究的不断地向聚变DEMO示范堆以及未来聚变商业堆推进，要求磁体支撑热锚冷却系统的具有制造和检验的容易性、安装的便利性以及热锚更高的可靠性。支撑部件由若干块相互平行且每相邻两板之间保持一定间隙的韧性板组成。现有技术在支撑部件的上下端之间的每块韧性板的适当位置焊接热锚冷却管，属于间接冷却方式。为了制造简单和提高冷却可靠性，本发明采用直接的冷却方式，这样能有效地阻止从室温传入支撑热锚的热量。

发明内容

本发明的目的在于，本发明针对目前受控热核聚变实验反应堆超导磁体支撑热锚的技术方案缺点,本发明针对现有方案不足，提供了一种提高聚变堆磁体支撑冷却可靠性热锚冷却系统及方法，为了解决热锚冷却效率可靠性、热锚制造与检验方便性以及安装的方便性，该方法具有提高冷却效率，而且能够减少制造、运输、安装和运行的风险等优点。

本发明采用的技术方案：

一种提高聚变堆磁体支撑冷却可靠性的热锚冷却系统，包括流出冷却汇总管、流入冷却汇总管、流出汇总管的弯管连接管、流入汇总管的弯管连接管、热锚冷却板、深孔流入流道、深孔流出流道、冷却通道焊接堵头，在独立的热锚冷却板内部加工若干对深孔流入流道和深孔流出流道，在深孔流入流道和深孔流出流道的一端分别焊接流出汇总管的弯管连接管和流入汇总管的弯管连接管；流出汇总管的弯管连接管、流入汇总管的弯管连接管的另一端分别与流出冷却汇总管、流入冷却汇总管连接，在每对深孔流入流道和深孔流出流道的另一端焊接有冷却通道焊接堵头。

所述流出汇总管的弯管连接管、深孔流入流道、冷却通道焊接堵头、深孔流出流道和流入汇总管的弯管连接管构成一个冷却小回路。

若干组冷却小回路与流出冷却汇总管及流入冷却汇总管组成一套冷却系统。

所述热锚冷却板的下端面与磁体支撑部件相接触，上端面与超导磁体相接触。

所述热锚冷却板采用细长冷却孔作为冷却流通道。