一种利用金属钨作为磁约束反应堆的第一壁材料的结构

摘要

本发明公开了一种利用金属钨作为磁约束反应堆的第一壁材料的结构，第一壁材料采用金属钨，高热负荷区由第一壁材料、中间冷却热沉材料和后支撑材料按三明治结构热等静压焊接而成，在金属钨与中间冷却热沉材料之间和中间冷却热沉材料与后支撑材料之间分别设有中间适配层，在中间冷却热沉材料和后支撑材料上都分布有冷却通道；低热负荷区由第一壁材料和后支撑材料热等静压焊接而成，在第一壁材料与后支撑材料之间设有中间适配层，后支撑材料上分布有冷却通道；所述的中间冷却热沉材料为铬锆铜，后支撑材料为马氏体/铁素体不锈钢。本发明使磁约束反应堆在燃料再循环接近零滞留的条件下，满足对低材料腐蚀、低燃料滞留的长时间稳态运行的要求。

主权项

一种利用金属钨作为磁约束反应堆的第一壁材料的结构，磁约束反应堆的真空室按所受热负荷分为低负荷区和高热负荷区，低负荷区包括高场区和低场区，高热负荷区包括偏滤器区，其特征在于：磁约束反应堆所有真空室内部第一壁材料全部为纯度大于99.5%、厚壁大于20毫米的金属钨，整个第一壁结构可在350度条件下稳定运行；在高热负荷区，采用第一壁材料金属钨与中间冷却热沉材料及后支撑材料按三明治结构热等静压焊接而成，中间冷却热沉材料为厚度大于50毫米的铬锆铜，后支撑材料为厚度大于300毫米的低活化马氏体/铁素体不锈钢，中间冷却热沉材料、后支撑材料都分布有冷却通道，在金属钨和铬锆铜之间有0.1‑0.15毫米左右的中间适配层，其原材料构成为10‑20%重量的钨粉合金粉和80‑90%重量的铬锆铜合金粉；在铬锆铜和低活化马氏体/铁素体不锈钢之间，有0.1－0.15毫米左右的中间适配层，其原材料构成为30‑40%重量的铬锆铜合金粉和60‑70%重量的不锈钢粉；在低负荷区，由第一壁材料金属钨与后支撑材料热等静压焊接而成，所述的后支撑材料为厚度大于300毫米的低活化马氏体/铁素体不锈钢，其间分布有冷却通道，在金属钨和低活化马氏体/铁素体不锈钢之间，有0.15毫米左右的中间适配层，其原材料构成为10‑20%重量的钨粉合金粉和80‑90%重量的不锈钢合金粉。