Узел электрического соединения модуля бланкета с вакуумным корпусом термоядерного реактора

Полезная модель относится к области термоядерного синтеза и может быть использована в узлах для электрического соединения модуля бланкета с вакуумным корпусом термоядерного реактора.
Наиболее близким к заявленной полезной модели по совокупности существенных признаков является узел электрического соединения модуля бланкета с вакуумным корпусом термоядерного реактора, содержащий устройство для электрического соединения, снабженное токопроводящими элементами, расположенными между центральным и боковым фланцами, при этом центральным фланцем устройство соединено с вакуумным корпусом (см. Ю.Г. Драгунов, А.Ю. Лешуков, Ю.С. Стребков и др. Разработка конструкции, изготовление и экспериментальное обоснование работоспособности компонентов системы бланкета ИТЭР. ВАНТ. Сер. Термоядерный синтез, 2016, т. 39, вып. 4, стр. 21, рис. 14).
В известном техническом решении боковой фланец устройства для электрического соединения контактирует непосредственно с модулем бланкета.
Недостатком известного технического решения является его ограниченная токовая нагрузочная способность, что не позволяет повысить удельную мощность реактора. Устройство для электрического соединения выполнено из хромоциркониевой бронзы, а модуль бланкета из нержавеющей стали. Вследствие разницы удельной проводимости вышеуказанных материалов более чем на порядок при протекании тока возникает местный перегрев зон модуля бланкета, непосредственно контактирующих с боковым фланцем устройства для электрического соединения, что вызывает их пластическую деформацию и, как следствие, ухудшает проводимость контакта. Это явление ограничивает токовую нагрузочную способность узла электрического соединения модуля бланкета с вакуумным корпусом термоядерного реактора.
Задачей настоящей полезной модели является увеличение удельной мощности реактора за счет повышения надежности узла электрического соединения модуля бланкета с вакуумным корпусом реактора.
Техническим результатом настоящей полезной модели является повышение токовой нагрузочной способности узла электрического соединения модуля бланкета с вакуумным корпусом термоядерного реактора.
Указанный технический результат достигается тем, что в известном узле электрического соединения модуля бланкета с вакуумным корпусом термоядерного реактора, содержащем устройство для электрического соединения, снабженное токопроводящими элементами, расположенными между центральным и боковым фланцами, при этом центральным фланцем устройство соединено с вакуумным корпусом
согласно полезной модели узел дополнительно содержит токопроводящую прокладку, выполненную в виде пластины, снабженную фланцем и установленную под контактной поверхностью бокового фланца устройства, при этом токопроводящая прокладка неподвижно закреплена в модуле бланкета посредством фиксирующих элементов, установленных в сквозные отверстия, выполненные в ее фланце.
Вышеизложенная совокупность существенных признаков позволяет повысить токовую нагрузочную способность узла электрического соединения модуля бланкета с вакуумным корпусом термоядерного реактора, и как следствие, повысить удельную мощность реактора за счет наличия токопроводящей прокладки, установленной под контактной поверхностью бокового фланца устройства, выполненной в виде пластины, снабженной фланцем. Прокладку устанавливают в посадочном гнезде модуля бланкета и неподвижно закрепляют в нем посредством фиксирующих элементов, установленных в сквозные отверстия, выполненные в ее фланце. Таким образом увеличивают площадь электрического контакта конструкционного материала модуля бланкета с боковым фланцем устройства для электрического соединения.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, где на фиг. 1 представлен узел электрического соединения модуля бланкета с вакуумным корпусом термоядерного реактора (вид сбоку с разрезом).
Узел электрического соединения модуля бланкета с вакуумным корпусом термоядерного реактора содержит устройство для электрического соединения 1, снабженное токопроводящими элементами 2, расположенными между центральным 3 и боковым 4 фланцами. В центральном фланце 3 выполнено монтажное отверстие для крепления устройства 1 к вакуумному корпусу 5. В модуле бланкета 6 выполнено посадочное гнездо для установки в нем токопроводящей прокладки 7, выполненной в виде пластины, снабженной фланцем, в котором выполнены сквозные отверстия. Прокладка 7 установлена в посадочном гнезде модуля бланкета 6 и закреплена в нем посредством фиксирующих элементов. В посадочном гнезде модуля бланкета 6 выполнены ответные фиксирующим элементам отверстия для крепления прокладки 7. Боковой фланец 4 устройства 1 снабжен монтажными отверстиями для крепления к модулю бланкета 6, при этом контакт бокового фланца 4 и модуля бланкета 6 осуществляют через токопроводящую прокладку 7.
Монтаж узла электрического соединения модуля бланкета с вакуумным корпусом термоядерного реактора осуществляют следующим образом.
В посадочное гнездо модуля бланкета 6 устанавливают токопроводящую прокладку 7 и закрепляют в нем посредством фиксирующих элементов, установленных в сквозные отверстия, выполненные в ее фланце. В модуль бланкета 6 по резьбе устанавливают шпильки для крепления бокового фланца 4 устройства 1. Под центральным фланцем 3 устройства 1 располагают винт крепления устройства 1 к вакуумному корпусу 5, при этом головка винта крепления обращена к модулю бланкета 6. На шпильки сквозными отверстиями бокового фланца 4 устанавливают устройство 1 и фиксируют его гайками по резьбе шпилек, при этом тело винта крепления располагают в отверстии центрального фланца 3 устройства 1, а боковой фланец 4 устройства 1 притягивают к модулю бланкета 6 через токопроводящую прокладку 7. Модуль бланкета 6 в сборе с устройством 1, под контактной поверхностью бокового фланца 4 которого установлена токопроводящая прокладка 7, подают к вакуумному корпусу 5 реактора, обеспечивая при этом соосность тела винта крепления устройства 1 и резьбового отверстия на вакуумном корпусе 5. В заключение выполняют затяг винта крепления устройства 1 во втулку вакуумного корпуса 5 термоядерного реактора.
Устройство работает следующим образом.
В процессе работы термоядерного реактора при срывах тока плазмы от модуля бланкета 6 к вакуумному корпусу 5 необходимо отвести большой электрический ток. Для создания надежного контакта по электрическому току боковой фланец 4 устройства 1 притягивают к модулю бланкета 6 посредством резьбового соединения через токопроводящую прокладку 7, выполненную в виде пластины, снабженную фланцем. Токопроводящую прокладку 7 устанавливают в посадочное гнездо модуля бланкета 6 перед монтажом устройства 1 и притягивают ее фланец к модулю бланкета 6 посредством резьбового соединения. Такое решение позволяет увеличить площадь электрического контакта модуля бланкета 6, изготовленного из нержавеющей стали, с боковым фланцем 4 устройства 1, поскольку контакт осуществляют по всей площади токопроводящей прокладки 7. Таким образом, повышается токовая нагрузочная способность узла электрического соединения модуля бланкета с вакуумным корпусом термоядерного реактора, и, как следствие, повышается удельная мощность реактора.