微、小型聚变反应堆给水系统的制作方法

1.用于廉价能源用氢的生产，属可再生氢能源开发、生产領域。


背景技术：

2.核聚变反应产生能量很大而且不受控制，瞬间释放的超大数量级的能量使人望而却步，形成了多年来人类一直无法触及和平应用核聚变能的技术范畴的现实。本发明人申报的和平利用核聚变反应、大规模生产能源用氢技术相关的专利申请都属生产规摸和产氢量持别浩大的技术、其从建设周期到推广应用都在10年以上，不利于解除国家能源紧缺现状和快速降低对大气co2排放量的需求，因此本发明人在原有的利用核聚变反应、大规模生产能源用氢技术基础上缩小反应堆核素投放量、发明和推出微、小型核聚变反应堆及其相关技术的系列专利申请，希里在3-5年内投入使用，适应国内对能源用氢的紧迫需求。
3.微、小型核聚变反应堆及其相关技术的特点是在减少核素投放标准，间歇性产出能源用氢，然后利用“能源用氢无泄高压儲氢库”(已申请发明专利技术)储存，再利用“能源用氢超高压输氢管”(已申请发明专利技术)输送到燃氢发电站应用，每座反应堆可满足7-10座百万电站燃氢使用。


技术实现要素：

4.微、小型核聚变反应堆的特点是投入反应核素少，反应产出小、相应制氢成本高，反应堆体积小投资少建设期短。为适应窄小的堆芯空间，反应堆增大受热面和其它设施供水量是应对消化聚变反应生成巨大能量的唯一措施，聚变反应生成能量是以热能形式展现出来，热团加热周围物质使其等离子化又快速形成超高温携能等离子体并向周围高速扩扩散。微小型聚变反应堆中所有暴露在外的设施表面都有多孔海绵状石墨材料覆面，石墨空气中耐温4700℃，反应堆中大量给水系统不间断的向石墨多孔海绵状覆面材料喷水，由于石墨孔隙中充满了水，这里不枯竭含水石墨覆面耐温应在万度以上，所以本发明从技术层面上全面保证了暴露在外的设施不受超高温危害。设计中，堆芯所有设施都具有向周围空间及相邻设备喷出高压水的装置，充足水的冷却保证了堆芯在高温状态下始终处在湿润环境中。运行时受热面会喷出紧紧围裹热团的水幕帘壁用水、另堆芯工作喷水网壁在喷出大量供应热解反应工作水的同时，还湿润了受热面系统中的所有设施。反应堆壁冷却喷水系统喷出的冷却水始终湿润着反应堆中所有设施，呼吸管对外冷却喷水系统喷出的用于补充参于吸收热团热能、实现热解水反应工作之外，还对受热面及相邻呼吸管外覆多孔海绵状石墨材料施以湿润供水。其中受热面喷出水量最大，在热团周围相应地区形成一堵称为吸热水帘的水幕墙，有水帘出现、其环境温度高压中不会超过500℃。水帘靠热团侧由于温差过于悬殊，又因双方都具备充足的热源和过量的噴水，因此两者之间会出现一圈猛烈的爆炸式反应区，爆炸反应区将成为反应堆最主要的制氢工作区域。巨烈的爆炸反应，造就了超大量的过热气体产生，排列堆芯的呼吸管口及时接纳大量的超高温气体、带走热团大量能量，进入呼吸管内的等离子和超高温气体、被管内摸仿热体室喷水系统加水降温而引发继
续热解反应消耗能量，从而完成了大型反应堆热体室的相关工作。如果出现热团不受限制、过量释放能量的事故，会出现堆芯温度无限升高、压力变大现象，巨大的反压储水仓连通着身后更巨大的水塔储水系统，反压储水仓可移动板壁被压力逼迫后移时由于反压储水仓空间缩小、压力变大，在反压储水仓壁堵头被堆芯压力顶开后便向堆芯喷水，堆芯进入过量的水造成爆炸反应更加激烈、強烈爆炸对热团会施加更大的压力，热团释放能量越久、越多则对自身压力更大，最终热团会被自己释放的过量能、压回到原始狭小的空间中。
5.反应堆开始运行，热团生成，受热面喷出大量的水和猛烈增长的由热团引发的超高温等离子碰撞引发爆炸式反应，爆炸冲击力和热团外缘能量耗损迫使热团收缩、喷水前进，最终，热团释能和喷出水耗能找到两者平衡点，于是吸热水帘墙出现，反应堆运行便趋于稳定、平和。
6.聚变反应释放能量很大，利用热解水反应属极强吸收热能的过程，吸收和消耗聚变反应产生出的最强大能量，应用热解水反应生成的氢能形式、高效率的储存核聚变能，这是解决当前人类面临的用可再生氢能取代化石能源和有碳能源、实现对大气co2零排放的唯一途径。在本发明中，转化储存巨量热能需要投入大量水源，系统涉及的受热面供水、堆芯反压储水仓供水和呼吸管堆芯向外喷水是微、小型核聚变反应堆最主要的供水系统。
附图说明
7.图1：是微、小型核聚变反应堆给水系统原理示意图
8.图中：1.热团，2.等离子热体，3.爆炸反应区，4.受热面，5.受热面供水喷头，6.受热面供水管，7.堆芯呼吸管，8.受热面供水入口，9.受热面进水管，10.堆芯反压储水仓，11.反压仓和水塔连通口，12.可移动反压喷水口，13.堆芯空间，14.呼吸管堆芯外喷水，15.可移动反压储水仓壁。
具体实施方式
9.聚变反应点燃、(1)生成、接着(2)生成，这时受热面供水从(8)进入通过(9)到(6)再通过(5)向(2)、(1)噴水形成(3)又同时(9)中水通过(6)给(4)流布供水吸收(2)、(1)热量。同时(14)向(13)喷水冷却(13)中设施。(13)生成大量高温气体通过(16)进入(7)后送出堆外。
10.事故时(1)、(2)体积增大(13)温度升高(3)外移无界限，(13)压力升高推动(15)后移，(10)压力增大，系统指令(12)开启，(11)连接水塔压力、同(10)合力向(13)喷水，大量的水造成(2)(1)体积回压收缩(3)内移，达到平衡点后(3)回到原先位置。(13)良性运行恢复。


技术特征：
1.微、小型聚变反应堆给水系统采用；受热面流布水箱通过受热面板上排列的大量贯通孔洞流布供水、保持受热面始终有过量的流布水覆盖表面。受热面板层间设置吸热水帘高压喷头网陣，可喷出巨量的高压水、形成堆芯吸热水帘墙，引发爆炸反应区域。反压储水仓璧在事故时受压内移造成储水仓压力提升。提升压力使仓中储水喷出，利用过量水降温，可消除事故。再利用呼吸管为支撑安装喷头向外喷水可冷却堆芯各种设备。本发明涉及的受热面供水、堆芯反压储水仓供水和呼吸管堆芯外喷冷却供水是微、小型核聚变反应堆主要的供水系统。2.按权利要求书1所述特点、用于各种聚变反应堆对供应工作水源、冷却水源的系统。3.按权利要求书1所述特点、用于各种聚变反应堆对超高温环境区域中输送水源的冷却系统中。4.按权利要求书1所述特点、用于其它各种类型反应堆输送其它水源的系统中。

技术总结
微、小型聚变反应堆给水系统采用；受热面流布水箱通过受热面板上排列的大量贯通孔洞流布供水、保持受热面始终有过量的流布水覆盖表面。受热面板间隙中设堆芯吸热水帘幕墙高压喷头网陣，可喷出厚重的水墙、引发爆炸反应区域。反压储水仓供水在事故时可消除事故。呼吸管向外喷水可冷却堆芯各种设备。聚变反应释放能量很大，及时用氢能的形式、转化储存巨量热能需要投入大量水源，本发明涉及的受热面供水、堆芯反压储水仓供水和呼吸管堆芯外喷冷却供水是微、小型核聚变反应堆主要的供水系统。小型核聚变反应堆主要的供水系统。小型核聚变反应堆主要的供水系统。


技术研发人员：王鸿庆
受保护的技术使用者：王鸿庆
技术研发日：2022.03.12
技术公布日：2023/9/23