申请/专利权人：北京化工大学

申请日：2022-11-16

公开（公告）日：2023-05-12

公开（公告）号：CN116110617A

主分类号：G21B1/13

分类号：G21B1/13;G21B1/19;G21B1/05

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2023.05.30#实质审查的生效;2023.05.12#公开

摘要：本发明公开脉冲式微流控聚变冲程飞轮调控持续发电技术，通过向托卡马克核聚变反应装置中输送微量氘氚气体燃料，再通过滴定管周期性地添加靶丸，靶丸内部压缩填充氘氚燃料，通过感应生电方式，使靶丸表面附带大量正电荷，再结合下落高度计算出靶丸经过激光路径所需时间，在相应时间点启动高功率激光装置，实现精准打靶，诱发靶丸内部燃料核聚变，冷却产生蒸汽带走聚变的热量，剩余的温度能够使靶丸聚变继续，实现聚变的连续可控；本发明以飞轮为能量传递媒介、高能激光为点火装置，以靶丸内部氘氚燃料聚变为驱动器，实现了核能向电能的转化，保证了整个系统的核聚变反应能够稳定、可控地进行，为可受控核聚变技术领域的应用提供了一条可行的思路。

主权项：1.脉冲式微流控聚变冲程飞轮调控持续发电技术，包括脉冲式微流控聚变冲程飞轮调控持续发电方法及设备，其特征在于脉冲式微流控聚变冲程飞轮调控持续发电方法主要包括：第一步：将蒸馏水通过水泵输送至包裹在托卡马克核聚变反应器外壁上的水冷壁换热层中，等待核聚变反应的发生；第二步：向托卡马克核聚变反应装置中输送足以产生微型核聚变反应的微量氘氚气体燃料，再通过滴定管周期性地添加靶丸，靶丸内部压缩填充氘氚燃料，通过感应生电的方式，使靶丸表面附带大量正电荷，并用静电计测量靶丸所带电荷量，根据测得的靶丸所带电荷量调节外加电场电压大小，将第一个较大靶丸以一定初速度离开滴定管进入托卡马克核聚变反应腔，管道端部安装有速度传感器，检测靶丸速度，腔体内靶丸所受电场力与自身重力相平衡，靶丸做匀速直线运动；再结合下落高度由计算机计算出靶丸经过激光路径所需时间，在相应时间点启动高功率激光装置，实现精准打靶；高能流激光照射靶丸，靶丸产生大量高温等离子体辐射到球形镜面炉膛内壁，再经反射汇聚于靶丸中心，使靶丸温度急剧升高到一亿度，靶丸内聚变气体压力剧增，诱发靶丸内部燃料核聚变，其中靶丸内氘氚燃料用量以温度达到峰值时炉内壁耐受为上限，以氘氚气体耗尽温度降低至聚变启动温度为下限，以靶丸内部氘氚燃料聚变为驱动器，诱发托卡马克核聚变反应器内部原有微量氘氚气体转变为高温等离子体，在磁场约束作用下，发生核聚变；第三步：水冷壁层的蒸馏水吸收核聚变释放的能量降低托卡马克核聚变反应装置温度的同时转变为水蒸气，通过水蒸气管道输送至飞轮储能发电系统中的蒸汽集散器中；第四步：水蒸气通过蒸气导引管道持续冲击飞轮叶片使其旋转，将热能转化为机械能，且带动与飞轮同轴的磁感应线圈旋转，磁感应线圈切割定磁场磁感线，将机械能转化为电能，产生的电能通过电线一部分输送给激光装置，对激光装置反哺充能，一部分输送至外界供用电设备使用；第五步：飞轮叶片在水蒸气的冲击下旋转的同时，带动底部螺旋叶片一同转动，螺旋叶片旋转产生向上的气流可将水蒸气输送至蒸气冷凝回流装置中进行冷却，冷凝水回流至储水装置中，等待冷却下一周期核聚变反应，从而实现蒸气—水循环，蒸气冷凝回流装置的表面分布有多条弧形沟槽；第六步：托卡马克核聚变反应器内部检测器检测到氘氚燃料耗尽完全之后，打开托卡马克核聚变反应器排气孔，内部腔体为高温高压环境，利用压力差，排出聚变废气；随后继续从第二步开始循环，靶丸直径选择比初始时稍小，使得核聚变可控并能持续地输出电能。

全文数据：

权利要求：

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