[发明专利]一种聚变装置加料阀门箱远程泄漏监测定位系统

说明书

本发明属于热核聚变堆运行技术，具体涉及一种聚变装置加料阀门箱远程泄漏监测定位系统，包括供气管道和外部的包容管，所述包容管上设有氮气出口管道以及若干个歧管，每个歧管端部设有加料阀门箱，每个加料阀门箱下端侧壁上加工入口作为氮气注入口；所述的供气管道上设有比歧管数量多一个的供气分管，一个供气分管位于所述氮气出口管道，另外的供气分管分别位于对应的歧管内且伸入到对应加料阀门箱内；所述的歧管上设有旁路管道，其连通加料阀门箱的氮气出口和歧管内部，能够远程监测并迅速定位泄漏阀门箱并隔断阀门箱。

技术领域

本发明属于热核聚变堆运行技术，具体涉及一种供气管道泄漏监测定位系统。

背景技术

未来的热核聚变堆将采用氢、氘、氚作为燃料，采用边缘气体注入、弹丸注入等方法来进行燃料补给。氢、氘、氚等燃料由供气管道从气体储存和输运系统运输到装置附近，进行种类选择、流量控制或者弹丸制备后再注入到真空室中。其中氚具有放射性，它的泄漏可能会对人员安全造成危害，所以在聚变装置运行期间需要对供气管道进行泄漏监测。

根据氚安全防护的要求，送气系统除了直接接触氚的一次包容管道外，还需要设计二次包容层，避免氚直接泄漏到环境中。一次包容管道与二次包容层之间的空间称为夹层空间，一般充入低于环境压力的惰性气体(如氮气)。这是涉氚运行装置的典型特点。对于供气管道，二次包容层可设计为一根直径更大的管道，将氚的一次包容管，或者是数根燃料气体一次包容管道包围在一起，形成复合管道；而位于装置附近的送气控制器件，则采用阀门箱作为二次包容层。对于未来的聚变装置，一般会配置多个加料阀门箱，以实现多点位注入，或者作为备用阀门箱。供气的复合管道则设计为岐管结构，同时为多个阀门箱供气。

对于现行涉氚的聚变装置，供气管道氚泄漏的检测，主要是将夹层空间的气体定期送入氚工厂的分析室进行氚浓度分析，发现泄漏的时效有明显延迟。并且，如果发现泄漏，无法定位到泄漏的注入点位置，只有通过现场检漏逐一排查漏点位置。对于未来的聚变装置，其规模更加庞大，供气系统以及氚工厂的设计也更加复杂，想要依靠氚工厂的分析系统来直接识别供气系统的泄漏变得不再可行。由于供气管道的控制器件主要位于阀门箱中，考虑到各种活连接的泄漏概率远大于管道焊接的概率，可以推测供气系统的泄漏发生在阀门箱的可能性最大，实验运行过程中必须对加料阀门箱进行泄漏监测和定位。然而，加料阀门箱位于装置附近，其周围环境中持续存在高能中子和强电离辐照，实验运行期间是严禁人员出入的。即使停机后，也需要在环境中的辐射剂量降低到许可阈值后人员方可进入到装置周围进行维护，这意味着对于未来稳态运行的聚变装置，需要经过很长的时间才可以进行现场检漏。

加料系统是聚变装置运行必不可少的系统，如何通过远程的方式来实现加料阀门箱的快速泄漏监测、定位以及隔离，以尽可能减少不必要的装置停机事件(弃用泄漏阀门箱而保证供气系统正常运行)，是未来聚变堆加料系统必须解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种聚变装置加料阀门箱远程泄漏监测定位系统，能够远程监测并迅速定位泄漏阀门箱并隔断阀门箱。

本发明的技术方案如下：

一种聚变装置加料阀门箱远程泄漏监测定位系统，包括供气管道和外部的包容管，所述包容管上设有氮气出口管道以及若干个歧管，每个歧管端部设有加料阀门箱，每个加料阀门箱下端侧壁上加工入口作为氮气注入口；所述的供气管道上设有比歧管数量多一个的供气分管，一个供气分管位于所述氮气出口管道，另外的供气分管分别位于对应的歧管内且伸入到对应加料阀门箱内；所述的歧管上设有旁路管道，其连通加料阀门箱的氮气出口和歧管内部。

所述的歧管内的供气分管为从供气管道上分出的若干条并联支路，分别为N条送气管道和一条排空管道。

所述的N条送气管道上均设有气动隔离阀D和气动隔离阀C，所述的排空管道上设有气动隔离阀E，并且在所有并联支路汇集处的管路上设有压力传感器B。

所述的旁路管道上设有气动隔离阀B，用于开启或关闭所在的旁路管道。