СИСТЕМА ДЛЯ ПНЕВМАТИЧЕСКОЙ ТРАНСПОРТИРОВКИ ТРИТИЙВОСПРОИЗВОДЯЩИХ ДЕТЕКТОРОВ В КАНАЛЕ НАРАБОТКИ ТРИТИЯ БЛАНКЕТА ТЕРМОЯДЕРНОГО РЕАКТОРА
SYSTEM FOR PNEUMATIC TRANSPORTATION OF TRITIUM REPRODUCING DETECTORS IN TRITIUM RECOVERY CHANNEL OF THERMONUCLEAR REACTOR BLANKET

Изобретение относится к области управляемого ядерного синтеза и может быть применено в системах для пневматической транспортировки тритийвоспроизводящих детекторов в канале наработки трития бланкета термоядерного реактора.
Наиболее близкой по совокупности существенных признаков к изобретению является система для пневматической транспортировки тритийвоспроизводящих детекторов в канале наработки трития бланкета термоядерного реактора, содержащая контур пневматической доставки и извлечения детекторов, замкнутый охлаждающий газовый контур и контур сбора и очистки от трития газового рабочего тела, которые соединены с каналом наработки трития (статья «Экспериментальная оценка параметров воспроизводства трития в экспериментальном бридинговом субмодуле бланкета ИТЭР», ВАНТ, сер. Термоядерный синтез, вып.4, (2005), с.19-29, рис.6а).
В известной системе контур пневматической доставки и извлечения детекторов выполнен разомкнутым и содержит газовые баллоны, обеспечивающие импульсную подачу газа для пневматической транспортировки детекторов. Контур сбора и очистки от трития газового рабочего тела выполнен разомкнутым, содержит ресивер с предохранительным клапаном для защиты ресивера от превышения давления и устройство для очистки газового рабочего тела от трития. В режимах транспортировки детекторов и продувки канала газ сбрасывается в ресивер и далее через устройство очистки в систему спецвентиляции. Охлаждающий контур, обеспечивающий необходимый температурный режим канала наработки трития, содержит последовательно соединенные циркулятор газа и теплообменник. Для подключения контуров к каналу и отключения их от канала в системе применяется запорная арматура в виде вентилей.
Недостатком известной системы для пневматической транспортировки тритийвоспроизводящих детекторов в канале воспроизводства трития бланкета термоядерного реактора является невысокая радиационная безопасность из-за возможных выбросов в атмосферу тритийсодержащего газа, что объясняется наличием разомкнутых контуров, не позволяющих обеспечить многократную циркуляцию газового рабочего тела с тритием для проведения необходимой и качественной его очистки. Кроме этого недостатком известной системы для пневматической транспортировки является большой расход газового рабочего тела, необходимого для обеспечения ее работоспособности, а также большая нагрузка на систему очистки.
Задачей настоящего изобретения является создание радиационно-безопасной и экономичной системы для пневматической транспортировки тритийвоспроизводящих детекторов в канале наработки трития бланкета термоядерного реактора.
Техническим результатом настоящего изобретения является гарантированное отсутствие выбросов в атмосферу тритийсодержащего газа при одновременном сокращении расхода газового рабочего тела.
Указанный технический результат достигается тем, что в известной системе для пневматической транспортировки тритийвоспроизводящих детекторов в канале наработки трития бланкета термоядерного реактора, содержащей контур пневматической доставки и извлечения детекторов, замкнутый охлаждающий газовый контур и контур сбора и очистки от трития газового рабочего тела, которые соединены с каналом наработки трития,
контур пневматической доставки и извлечения детекторов и контур сбора и очистки от трития газового рабочего тела выполнены замкнутыми, при этом контур пневматической доставки и извлечения детекторов содержит компрессор и два параллельно соединенных ресивера, а в систему введено газораспределительное устройство, которое соединено с каналом наработки трития и со всеми контурами для их поочередного подключения к упомянутому каналу.
Использование вышеуказанной совокупности признаков в системе для пневматической транспортировки тритийвоспроизводящих детекторов позволяет создать замкнутую циркуляцию газового рабочего тела по всем контурам системы, что обеспечивает проведение необходимой и качественной его очистки от трития, а также сокращение расхода рабочего газа.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показана функциональная схема системы для пневматической транспортировки тритийвоспроизводящих детекторов в канале наработки трития бланкета термоядерного реактора, а на фиг.2 изображен канал наработки трития (продольное сечение).
Система для пневматической транспортировки тритийвоспроизводящих детекторов состоит из трех контуров: охлаждающий газовый контур, контур пневматической доставки и извлечения детекторов, контур сбора и очистки от трития газового рабочего тела. Охлаждающий газовый контур содержит теплообменник 1 и циркулятор 2 газа и предназначен для поддержания требуемого температурного режима работы детекторов, которые размещены в контейнере 3. Контур пневматической доставки и извлечения детекторов содержит два параллельно соединенных ресивера 4 и компрессор 5. Система содержит газораспределительное устройство 6, которое соединено с каналом 7 наработки трития и со всеми контурами для их поочередного подключения к каналу 7. Компрессор 5 через газораспределительное устройство 6 соединен с охлаждающим контуром и подключен к одной из общих точек ресиверов 4, а другая общая точка ресиверов 4 соединена с охлаждающим контуром. Контур сбора и очистки газового рабочего тела от трития содержит тритиевую технологическую систему 8 (на чертеже не раскрыта), которая соединена с охлаждающим контуром и загрузочной камерой 9 канала 7. Система снабжена вентилями (на чертеже не показаны). Контур пневматической доставки и извлечения детекторов обеспечивает в канале 7 транспортировку контейнера 3 с детекторами посредством импульсной подачи газового рабочего тела из ресиверов 4. Поддержание необходимого в них для этой цели давления осуществляется компрессором 5. Изменение направления течения газового рабочего тела в канале 7 осуществляется с помощью газораспределительного устройства 6.
Система работает следующим образом. Контейнер 3 с тритийвоспроизводящими детекторами через загрузочную камеру 9 размещается в канале 7. Воздух из загрузочной камеры 9 откачивается с помощью технологической системы 8 и после радиометрического контроля и очистки от трития выбрасывается в атмосферу или, если это невозможно, направляется в реактор для дальнейшей переработки. Затем канал 7 герметизируется посредством вентиля 10. Загрузочная камера 9 из одного из ресиверов 4 через газораспределительное устройство 6 заполняется газовым рабочим телом (например, углекислым газом). Затем с помощью компрессора 5 осуществляется импульсная подача газового рабочего тела (например, углекислого газа) из одного из ресиверов 4 через газораспределительное устройство 6 в камеру 9, и контейнер 3 перемещается в торец «активной» части канала 7. Здесь контейнер 3 остается на время плазменного импульса, в течение которого происходит облучение тритийвоспроизводящих детекторов нейтронами термоядерной плазмы для наработки в них трития. Во время плазменного импульса канал 7 охлаждается потоком газового рабочего тела (например, углекислого газа). Для этого с помощью циркулятора 2 газа через газораспределительное устройство 6 в канал 7 подается газовое рабочее тело, которое нагревается при прохождении через канал 7, а затем для охлаждения направляется через газораспределительное устройство 6 в теплообменник 1 и далее обратно через газораспределительное устройство 6 возвращается в канал 7. После окончания плазменного импульса контейнер 3 перемещается с помощью газового импульса, подаваемого из одного из ресиверов 4 через газораспределительное устройство 6, в загрузочную камеру 9. Загрузочная камера 9 герметизируется посредством вентиля 10. Затем газовое рабочее тело из камеры 9 с помощью тритиевой технологической системы 8 откачивается, очищается от трития и поступает в один из ресиверов 4. Далее камера 9 заполняется воздухом с помощью вентиля (на чертеже не показан), контейнер 3 выгружается из камеры 9 и транспортируется для анализа детекторов. Восстановление давления газа в ресиверах 4, необходимого для осуществления следующего импульса, производится с помощью компрессора 6. Затем контейнер 3 выгружается из канала 7 и транспортируется для анализа. Для повторения процесса в контейнер 3 загружается новая партия тритийвоспроизводящих детекторов.