Устройство для крепления модуля бланкета на вакуумном корпусе термоядерного реактора
Владельцы патента RU 2687289:
Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (RU)
Изобретение относится устройству для крепления модуля бланкета на вакуумном корпусе термоядерного реактора. Устройство включает полую цилиндрическую опору с двумя фланцами и установленными между ними гибкими стержневыми элементами, разделенными прорезями, выполненными в осевом направлении опоры. Одним фланцем опора соединена с модулем бланкета, а другим установлена в посадочное гнездо вакуумного корпуса. Прорези равномерно расположены по периферии фланцев, и каждая из них имеет внешний конец, расположенный на внешней поверхности опоры, и внутренний конец, расположенный на внутренней поверхности опоры. Прорези в цилиндрической опоре выполнены так, что каждая прорезь имеет симметричную ей прорезь, относительно внешнего конца и плоскости, проходящей через ось цилиндрической опоры и внешний конец прорези. Каждая прорезь выполнена под углом к плоскости, проходящей через ось цилиндрической опоры и внешний конец прорези, причем величина угла для всех прорезей одинакова. Техническим результатом является сохранение необходимой гибкости опоры при осевых усилиях в плоскости, перпендикулярной оси опоры, при одновременном уменьшении осевого габарита опоры. 2 ил.
Изобретение относится к области термоядерного синтеза и может быть использовано в устройствах для крепления модуля бланкета на вакуумном корпусе термоядерного реактора.
Из уровня техники известно устройство для крепления модуля бланкета на вакуумном корпусе термоядерного реактора, включающее полую цилиндрическую опору с гибкими стержневыми элементами, установленными между фланцами, одним из которых опора соединена с модулем бланкета, а другим установлена в резьбовое посадочное гнездо вакуумного корпуса (A. Rene Raffray, Mario Merola. Overview of the design and R&D of the ITER blanket system. Fusion Engineering and Design, 87 (2012), page 769-776).
В известном устройстве гибкие стержневые элементы (спицы) равномерно расположены по периферии фланцев и разделены между собой прорезями, протяженными в осевом направлении опоры. Прорези получены прорезыванием цилиндрической опоры в плоскостях, проходящих через ось опоры. Во время работы термоядерного реактора на опору действуют большие осевые усилия, вследствие чего для обеспечения необходимой гибкости опоры в направлении перпендикулярном оси опоры должен быть развит осевой габарит прорезей (в среднем до полугора диаметров опоры). Габарит прорезей определяет развитие осевого габарита всей опоры, что в свою очередь требует наличия глубокого посадочного гнезда в вакуумном корпусе термоядерного реактора.
Недостатком известного устройства для крепления модуля бланкета на вакуумном корпусе термоядерного реактора является сложность формирования в вакуумном корпусе глубокого посадочного гнезда для крепления опоры. Кроме того недостатком известного устройства также является наличие внутри опоры пространства не занятого элементами конструкции, что объясняется осевым габаритом опоры, и, как следствие, ухудшение радиационной защиты термоядерного реактора, что в свою очередь сказывается на его надежности.
Использование настоящего изобретения позволяет решить техническую проблему, связанную со сложностью формирования в вакуумном корпусе термоядерного реактора глубокого посадочного гнезда для крепления опоры, и повысить надежность термоядерного реактора.
Техническим результатом настоящего изобретения является сохранение необходимой гибкости опоры при осевых усилиях в плоскости, перпендикулярной оси опоры, при одновременном уменьшении осевого габарита опоры.
Указанный технический результат достигается тем, что в известном устройстве для крепления модуля бланкета на вакуумном корпусе термоядерного реактора, включающем полую цилиндрическую опору с двумя фланцами и установленными между ними гибкими стержневыми элементами, разделенными прорезями, выполненными в осевом направлении опоры, одним фланцем опора соединена с модулем бланкета, а другим установлена в посадочное гнездо вакуумного корпуса, при этом прорези равномерно расположены по периферии фланцев, и каждая из них имеет внешний конец, расположенный па внешней поверхности опоры и внутренний конец, расположенный на внутренней поверхности опоры, согласно заявленному изобретению каждая прорезь имеет симметричную ей прорезь, относительно внешнего конца и плоскости, проходящей через ось цилиндрической опоры и внешний конец прорези, при этом каждая прорезь выполнена под углом к плоскости, проходящей через ось цилиндрической опоры и внешний конец прорези, причем величина угла для всех прорезей одинакова.
По сравнению с известным устройством - прототипом, устройство, в котором реализуется заявленная совокупность существенных признаков, обладает более компактным осевым габаритом при сохранении совокупного суммарного сечения спиц и обеспечивает необходимую несущую способность и податливость при осевых усилиях в плоскости, перпендикулярной оси опоры. При этом также сокращается пространство внутри гибкой опоры, не занятое элементами конструкции (за счет уменьшения осевого габарита опоры), что положительно сказывается на радиационной безопасности термоядерного реактора.
Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых представлены вид сбоку с разрезом устройства для крепления модуля бланкета на вакуумном корпусе термоядерного реактора (фиг. 1) и поперечный разрез устройства (фиг. 2).
Устройство для крепления модуля бланкета на вакуумном корпусе термоядерного реактора содержит гибкую опору 1 с двумя фланцами, одним из которых гибкая опора 1 закреплена на вакуумном корпусе 2 термоядерного реактора, а другим закреплена в модуле бланкета 3 с образованием фланцевого соединения с ним при помощи болта 4, гайки 5 и втулки 6. Гибкая опора 1 имеет в средней части прорези, протяженные в осевом направлении и расположенные равномерно по периферии фланцев. Каждая прорезь имеет внешний конец, расположенный на внешней поверхности опоры и внутренний конец, расположенный на внутренней поверхности опоры (фиг. 2). Плоскость каждой прорези расположена под углом к плоскости проходящей через ось цилиндрической опоры и внешний конец прорези, причем величина угла для всех прорезей одинакова. Каждая прорезь имеет симметричную ей прорезь, относительно внешнего конца и плоскости, проходящей через ось цилиндрической опоры и внешний конец прорези.
Устройство для крепления модуля бланкета на вакуумном корпусе термоядерного реактора работает следующим образом. Модуль бланкета 3 должен быть надежно закреплен на вакуумном корпусе термоядерного реактора 2. В процессе работы термоядерного реактора на модуль бланкета действуют динамические нагрузки от срывов плазмы. Гибкая опора 1 воспринимает сжимающую и растягивающую составляющие внешней нагрузки, возникающие в месте установки устройства крепления, при этом усилие от модуля бланкета 3 должно быть передано на вакуумный корпус реактора 2. Сжимающая или растягивающая составляющие усилия от модуля бланкета 3 через втулку 6, гайку 5 и болт 4 передаются на гибкую опору 1, а от гибкой опоры 1 через резьбовое соединение передаются на вакуумный корпус 2, при этом гибкая опора 1 не передает поперечные составляющие усилия на вакуумный корпус реактора 2, поскольку прорези в осевом направлении обеспечивают ее податливость (гибкость) в плоскости, перпендикулярной оси.
Устройство для крепления модуля бланкета на вакуумном корпусе термоядерного реактора, включающее полую цилиндрическую опору с двумя фланцами и установленными между ними гибкими стержневыми элементами, разделенными прорезями, выполненными в осевом направлении опоры, одним фланцем опора соединена с модулем бланкета, а другим установлена в посадочное гнездо вакуумного корпуса, при этом прорези равномерно расположены по периферии фланцев, и каждая из них имеет внешний конец, расположенный на внешней поверхности опоры, и внутренний конец, расположенный на внутренней поверхности опоры, отличающееся тем, что прорези в цилиндрической опоре выполнены так, что каждая прорезь имеет симметричную ей прорезь, относительно внешнего конца и плоскости, проходящей через ось цилиндрической опоры и внешний конец прорези, и при этом каждая прорезь выполнена под углом к плоскости, проходящей через ось цилиндрической опоры и внешний конец прорези, причем величина угла для всех прорезей одинакова.
