[发明专利]一种用于聚变堆的超临界二氧化碳循环系统

权利要求书

1.一种用于聚变堆的超临界二氧化碳循环系统，其特征在于，包括主回路装置、压力控制装置和二氧化碳净化装置；

所述主回路装置包括主回路以及设于所述主回路上的循环压缩机、稳压罐和换热机构，所述循环压缩机、所述稳压罐和所述换热机构依次连通；其中，所述换热机构包括偏滤器换热器、真空室换热器、包层换热器和下级换热器，所述下级换热器用于将热量传递给二回路或中间换热回路；

所述压力控制装置包括设于所述稳压罐内的压力传感器和设于所述主回路与所述稳压罐之间的主回路调节阀，所述压力控制装置用于调节所述主回路中的气压；

所述二氧化碳净化装置的输入端与所述主回路连通，所述二氧化碳净化装置的第一输出端与所述稳压罐连通，所述二氧化碳净化装置用于去除回路中的气态杂质；

其中，所述压力控制装置还包括控制模块、高压罐和废气罐，所述高压罐上设有输入接口，所述高压罐通过高压调节阀与所述稳压罐连通；所述废气罐的第一端通过低压调节阀与所述稳压罐连通，所述废气罐的第二端与所述二氧化碳净化装置的第二输出端连通，所述控制模块用于：

接收所述压力传感器获取的监测压力值：

当所述监测压力值大于预设的压力上限范围时，控制所述低压调节阀打开，以使部分超临界二氧化碳工质进入所述废气罐内；

当所述监测压力值小于预设的压力下限范围时，控制所述高压调节阀打开以使部分超临界二氧化碳工质进入所述稳压罐内。

2.根据权利要求1所述的用于聚变堆的超临界二氧化碳循环系统，其特征在于，所述稳压罐与所述废气罐之间设有主回路安全阀，所述高压罐与所述废气罐之间设有高压罐安全阀。

3.根据权利要求2所述的用于聚变堆的超临界二氧化碳循环系统，其特征在于，所述控制模块用于：

当判定所述主回路内出现超压时，控制所述主回路安全阀打开，以使所述主回路内的超临界二氧化碳工质泄放到所述废气罐中；

当判定所述高压罐出现超压时，控制所述高压罐安全阀打开，以使所述高压罐内的超临界二氧化碳工质泄放到所述废气罐中。

4.根据权利要求1所述的用于聚变堆的超临界二氧化碳循环系统，其特征在于，所述二氧化碳净化装置包括净化支路过滤器、回热器、减压阀、吸附器、冷却器、气液分离器和增压泵，所述净化支路过滤器的一端与所述主回路连通，所述净化支路过滤器的另一端与所述回热器的热侧输入端连通，所述回热器的热侧输出端依次与所述减压阀、所述吸附器、所述冷却器、所述气液分离器连通，所述气液分离器的气相输出端与所述废气罐的第二端连通，所述气液分离器的液相输出端与所述增压泵的一端连通，所述增压泵的另一端与所述回热器的冷侧输入端连通，所述回热器的冷侧输出端与所述稳压罐连通。

5.根据权利要求1所述的用于聚变堆的超临界二氧化碳循环系统，其特征在于，所述压力控制装置还包括设于所述主回路中的纯度检测器，所述控制模块用于：

接收所述纯度检测器获取的工质纯度；

当所述工质纯度低于预设的最低阈值或任一种杂质成分高于预设的最高阈值时，控制所述二氧化碳净化装置启动。

6.根据权利要求1所述的用于聚变堆的超临界二氧化碳循环系统，其特征在于，所述主回路调节阀靠近所述主回路的一端通过旁路设于所述循环压缩机的入口处，所述循环压缩机的入口处设有主回路过滤器。

7.根据权利要求1所述的用于聚变堆的超临界二氧化碳循环系统，其特征在于，所述包层换热器包括超临界二氧化碳包层换热器或其他包层换热器。