Система питания полоидального и тороидального полей термоядерной установки токамак

иб)(хотела МЬА СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ ЯО РЕСПУБЛИК (19) (П)3 (51) Гд 21 В 1/00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56 ) 1, М. И. Гак.ев и др, Основныетехнические характеристики экспериментальной термоядерной установки"Токамак","Атомная энергия", Р 10,вып. 4, 1964, с,294.2. В.Р.Андреев и др, Система питания обмоток вихревого электрическогополя экспериментальных термоядерныхустановок типа "Токамак". ДокладыВсесоюзного совещания по инженернымпроблемам управляемого термоядерногосинтеза "НИИЭФА,Л,1975, т,1,с.71(прототип),(54)(57) 1. СИСТЕМА ПИТАНИЯ ПОЛОИДАЛЬНОГО И ТОРОИДАЛЬНОГО ПОЛЕЙ ТЕРМОЯДЕРНОЙ УСТАНОВКИ ТОКАМАК, состоящая из трех импульсных источниковпитания, один из которых подключенк обмотке тороидального поля, второй - к индуктору и третий - к управляющей обмотке, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью обеспечения магнитным полем, обмотка индуктора соединена последовательно сбаластным активным сопротивлениеми подключена через коммутатор к искусственной линии с источником заряда, а управляющая обмотка подключена через трансформатор к контуру,состоящему иэ переменной индуктивности и искусственной линии с системой заряда,76 бЗЗб 2, Система по и, 1, о т л н ч аю щ а я с я тем, что обмотка тороидального голя соединена через ком 1Изобретение относится к областисистем питания токамака с малойдлительностью сущесгвования токоплаэмы , порядка десятков нсекИзвестна система питания токамака 1, создающая требования формулы магнитных полей с помощью преобразователей.Система питания токамака - ТЗсостоит иэ устройства питания ороидального и полоидалького полей,Х обмотке тороидального поля подключен игнитронный преобразователь,питаемый злектромашинным агрегатомс синхронным генератором. Обмоткаполоидального поля питае.гся в кон -денсаторной батареи с запасом энергии порядка 5 МДж. Требуемая формаимпульса достигается за счет секци -онирования батареи и определеннойпоследовательности включения секции.Такая система питания дорога, отличается большими габаритаыл оборудо -вания и требует большого помещения,Известны также системы питанияэлектрических полей 121 состоящиеиз трех импульсных исто 1 ников питания, один иэ которых подключен к об -мотке тороидального поля второй - киндуктору и третий - к управляющейобмотке, ЗпВ системе питания токамак - 10различные принципы построения схемисточников питания обмоток полоидаль.ного поля требуот применения специ -альных систем регулирования дляобеспечения необходимых условийравновесия плазмы, применение тиристОРных преОбраэОБателей в установкахбольшой мощности приводит к создани.сбольших импульсных нагрузок, питаю 40щих сеть и к существенному удорожанию установки за счет необходимостисооружения питающей подстакции, инеобходимо применять большое количество тиристорных преобразователейи т.д,4 сЦелью изобретения является обеспе.чение надлежащего соогветстэ,я междутОКОм плазмы и ПОлоидальным магнитным полем,Поставленкая цель достигается 50тем,что в предложенной системеобмотка индуктора соединена последовательно с баластным активным сопротивлением и подключена черсэ коммутатор к искусственной линии с мутатор с конденсаторной батареей,подк:юченной к источнику заряда,и зашунгирована днооом..Листочником заряда, управляющая обмотка подключена через трансформатор к контуру, состоящему иэ переменнои индуктивности и искусственной линии системы заряда, а обмоткитороидального поля зашунтированыдиодом и соединены через коммутаторс конденсаторной батареей, подключенной к источнику заряда,П;".,нципиальная схема предлагае -мой системы изображена на чертеже.Импульс в обмотке 1 индукторасоздается путем разряда искусственной линии 2 через коммутатор 3,Линия предварительно заряжаетсяс помощью зарядного устройства 4.Для того чтобы резко изменяющеесясопротивление плазмы не влияло наформу импульса, последовательнос обмоткой включается баластноесогротивление 5 величина которогозначительно превышает сопротивлениеплазмы на начальной стадии разрядаравна характеристическому сопротивлению искусственной линии.Импульс в управляющей обмоткеб создается также с помощью разряда искусственной линии 7 через коммутатор 8, Так как управляющая обмотка является низковольтной, тодля согласования требуемого напря -жения с номинальным капряжениемсуществующих наиболее подходящихдля данного режима конденсаторовприменяется импульсный трансформатор9, Параметры линии выбраны с учетомнеобходимости разряда на характеристическое сопротивление. Дроссель спеременной индуктивностью 10 преднаэначек для регулирования длительности фронта импульса при подборережима работы в установке,Заряд линии 7 осущестьляет зарядное устройство 11.Применение для питания индуктораи управляющей обмотки одинаковыхсистем позволяет Обеспечить равновесие плазмы оптимальным образом.Тороидалькое поле создается вустановке при разряде на обмотку12 конденсаторной батареи 13, заряжаемой зарядным устройством 14. Раз -ряд осуществляется при включениикоммутатора 15. После того как токобмотки 12 достигнет максимальногозначения обмотка шунтируется диодом1 б, и ток спадает пс эксгоненциаль766 336 Редактор Л.утехина Техред М. Тепер Корректор Г,Решетник Заказ 3999/2 Тираж 414 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам иэобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб р.4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная,4 ному закону с постоянной времени обмотки 13,Генерирование импульсов в обмотках 1 и 6 попоидального поля осуществляется примерно в момент вре - мени, соответствующий концу разряда конденсаторной батареи 13.Предлагаемая система была использована при раэработке токамака, поставляемого Советским Союзом в Ливийскую Арабскую Республику, На этой 1 О установке, если применить традиционную импульсную систему питания с тиристорными импульСными преобразователями, потребовалось бы испольэовать преобразователи на импульсную мощность 300, 10 вт, сооружение мощ 6ной понизительной и/ст и сооружение устройств, компенсирующих толчки реактивной мощности.При применении предлагаемой системы от сети потребляется мощность 300 кВт на заряд конденсаторной батареи, т,е. существенно удешевляется стоимость энергетических сооружений.Стоимость конденсаторов с общим эапасом энергии порядка 6 МДж оказывается меньше, чем стоимость тирис-торных преобразователей.