Weiterentwicklung des heliumgekühlten Schüttbett-Blankets

Zusammenfassung

Im europäischen Fusionsprogramm sind 1999 Vorarbeiten zu einer ab 2000 geplanten Reaktorstudie durchgeführt worden, bei der die Attraktivität einer Fusionsanlage unter kommerziellen Gesichtspunkten wie erzielbare Leistung, Wirkungsgrad und Verfügbarkeit, im Mittelpunkt steht. Im Rahmen dieser Arbeiten wurde im Forschungszentrum Karlsruhe das heliumgekühlte Schüttbett-Blanket (HCPB) für DEMO zum "Improved HCPB" weiterentwickelt. Das modifizierte Konzept erlaubt eine Reduzierung der Höhe der Brutstoffschüttbetten und damit die Erhöhung der Leistungsdichte, sowie die Verwendung mono-dispersiver Beryllium-Schüttbetten. Der elektrische Wirkungsgrad des Blankets konnte um fast 7 Punkte auf etwa 37% gesteigert werden, die sich aus höherer Aufwärmspanne des Kühlmittels, Reduzierung von Strömungsverlusten im Blanket und verbesserter Energieumwandlung im vorgesehenen Dampfprozess ergeben. Die in früheren Studien nachgewiesene gute Verfügbarkeit des DEMO-HCPB dürfte dabei erhalten bleiben.

Abstract

In the European Fusion Programme of 1999 preparatory work has been carried out for a fusion power plant study that is planned to start in 2000. This study will focus on the commercial attractiveness of a fusion plant, particularly achievable power level, net efficiency and availability. Part of the activity at the Forschungszentrum Karlsruhe has been the further development of the Helium Cooled Pebble Bed (HCPB) blanket for DEMO as "Improved HCPB". The modified concept allows for the height of breeder pebble beds to be reduced and thus for larger power densities to be accommodated. Also, mono-disperse Beryllium pebble beds can be used. The net electric efficiency of the blanket was raised by almost 7 points to about 37% due to increased coolant temperature gain, reduction of pressure losses in the blanket and enhanced energy conversion in the proposed steam process. The good availability of the DEMO-HCPB that was shown in earlier studies is expected to carry over to the I-HCPB.