Устройство для инжекции топливных таблеток в плазму термоядерных установок
Изобретение относится к термоядерной энергетике, в частности к устройствам подачи топлива в термоядерный реактор, и может быть использовано для инжекции топлива в установках типа токамак. Цель изобретения состоит в повышении эффективности путем увеличения скорости топливных таблеток и повышении надежности путем снижения вероятности разрушения топливных таблеток. Таблетка ускоряется при радиальном движении от центра к периферии быстровращающегося ротора в специальном канале ускорения. Одновременно в канал ускорения подают нагретый сжатый газ, сообщающий дополнительное ускорение топливной таблетке. За счет компенсации малого ускорения топливной таблетки на начальном участке канала ускорения, лежащим вблизи оси вращения ротора, достигается увеличение конечной скорости топливной таблетки. Присутствие продольной силы, вызванной толкающим газом, препятствует разрушению топливной таблетки из-за ее расплющивания вследствие действия кариолисовой силы. 4 ил.
Изобретение относится к термоядерной энергетике и может быть использовано на установках типа токамак для инжекции топлива в термоядерный реактор. Цель изобретения повышение эффективности инжекции путем увеличения скорости инжекции топливных таблеток и повышение надежности инжекции путем снижения вероятности разрушения топливных таблеток. На фиг. 1 и 2 изображены зависимости ускорения от радиального положения топливной таблетки в канале ротора при ускорении легкогазовым и ротационным способами соответственно; на фиг. 3 зависимость ускорения от радиального положения топливной таблетки в канале ротора при ускорении предложенным способом; на фиг. 4 блок-схема устройства для инжекции топливных таблеток в плазму термоядерных установок. Сущность изобретения заключается в том, что обеспечено движение таблетки в канале ротора с практически постоянным ускорением, равным максимально допустимому по условиям прочности. Вблизи от центра вращения ускорение таблетки обеспечивается в основном давлением газа (фиг. 1), а вдали от центра вращения действием центробежных сил (фиг. 2). В результате на всем пути таблетка движется практически с постоянным ускорением (фиг. 3), которое можно сделать равным максимально допустимому, подбирая начальное давление газа и частоту вращения ротора. Таблетка движется в канале ротора, будучи сжатой не только в поперечном, но и в продольном направлении. Это препятствует ее расплющиванию. При этом таблетка ускоряется за счет кинетической энергии как вращающегося ротора, так и газа, расширяющегося позади таблетки в канале ротора. Устройство, реализующее способ, содержит узел 1 формирования топливных таблеток, ротор 2, канал 3 ускорения, направляющую трубку 4, камеру 5 со сжатым газом, нагреватель 6, первый 7 и второй 8 импульсные клапаны, трубку 9 подачи сжатого газа, подвижной вакуумно-плотный узел 10. Устройство работает следующим образом. Сформированная в узле 1 таблетка попадает в канал 3. Одновременно с попаданием таблетки в канал 3 ускорения горячий газ из камеры 5 со сжатым газом с помощью первого импульсного клапана 7 через трубку 9 и подвижной вакуумно-плотный узел 10 подается в канал 3 ускорения позади таблетки. Таблетка ускоряется под действием центробежных сил и силы давления сжатого газа. Утечке газа препятствует подвижной вакуумно-плотный узел 10, установленный на оси вращения между неподвижной камерой 5 со сжатым газом и ротором 2, а также второй импульсный клапан 8, герметизирующий входное отверстие, через которое топливная таблетка попадает в канал 3 ускорения. Ускоренная таблетка вылетает из канала 3 и попадает в направляющую трубу 4, по которой движется к плазме. Вслед за таблеткой вылетает толкающий газ, который отключается вакуумной системой инжектора. За счет использования изобретения достигается более высокая скорость таблеток (5 8 км/с), что в 2 3 раза выше скорости таблеток в прототипе; меньшее время прерывания таблетки в канале ротора, что снижает в 2 2,5 раза потери массы топлива вследствие испарения; повышенная надежность инжекции неразрушенных таблеток вследствие их всестороннего сжатия при ускорении, препятствующего расплющиванию таблеток.
Формула изобретения
Устройство для инжекции топливных таблеток в плазму термоядерных установок, содержащее ротор с размещенным на нем каналом ускорения, узел формирования топливных таблеток, ось выходного канала которого параллельна оси вращения ротора и сдвинута относительно нее до радиального положения, соответствующего входному отверстию канала ускорения, направляющую трубку, сопряженную по направлению с выходным отверстием канала ускорения, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности инжекции путем увеличения скорости перемещения таблеток и повышения надежности путем снижения вероятности разрушения топливных таблеток, в него введены камера со сжатым газом, первый и второй импульсные клапаны, трубка подачи сжатого газа, подвижной вакуумно-плотный узел, при этом камера со сжатым газом сообщается через последовательно сопряженные первый импульсный клапан, трубку подачи сжатого газа, подвижной вакуумно-плотный узел, расположенные на оси вращения ротора, с входным участком канала ускорения, который снабжен вторым импульсным клапаном, расположенным между входным отверстием канала ускорения и областью его соединения с подвижным вакуумно-плотным узлом.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4MM4A - Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 07.02.2002
Извещение опубликовано: 10.07.2008 БИ: 19/2008
