Forschungszentrum Karlsruhe - Wissenschaftliche Berichte - FZKA 6780
Conceptual
Design of the Dual-Coolant Blanket within the Framework of the EU Power Plant
Conceptual Study (TW2-TRP-PPCS12)
P.
Norajitra, L. Bühler, A. Buenaventura, E. Diegele, U. Fischer, S. Gordeev, E.
Hutter, R. Kruessmann, S. Malang, A. Orden, G. Reimann, J. Reimann, G. Vieider,
D. Ward, F. Wasastjerna
Abstract
The
dual-coolant (DC) blanket - characterized by its simple construction, simple
function, and high thermal efficiency - is one of the EU advanced blanket
concepts to be investigated within the framework of the power plant conceptual
study (PPCS). Its basic concept is based on the use of helium-cooled ferritic
steel structure, a self-cooled Pb-17Li breeding zone, and SiCf/SiC flow channel
inserts serving as electrical and thermal insulators.
The present
PPCS stage III is largely based on the preparatory study on fusion plant
availability (PPA) carried out in 1999 with the objective to perform the
conceptual design of the DC blanket (model C). Some details are to be selected
in accordance with the overall strategy, which allows an extrapolation of the
present knowledge between the near-term blanket concept solutions: water-cooled
lead-lithium (WCLL, model A), helium-cooled pebble bed (HCPB, model B), and the
very advanced concept of self-cooled Pb-17Li SiCf/SiC (SCLL, model D). In the
PPCS the electrical reactor power is normalized to a typical value of
commercial reactors of 1,500 MW, which requires iterative calculations between
the blanket layout and the system code analysis.
This work is
coordinated by FZK in co-operation with CEA, EFET/IBERTEF, UKAEA, VR, and VTT
Processes. In this report, the present state of development of model C shall be
described; the final results of the study shall be summarized and
discussed.
Konzeptionelles Design des Dual-Coolant Blankets im
Rahmen der EU Power Plant Conceptual Studie (TW2-TRP-PPCS12) – Abschlussbericht
Zusammenfassung
Das Dual-Coolant (DC) Blanket, das sich durch seine
einfache Konstruktion und Funktion sowie seinen hohen thermischen Wirkungsgrad
auszeichnet, ist eines der europäischen fortgeschrittenen Blanketkonzepte, die
im Rahmen der Power Plant Conceptual Studie (PPCS) untersucht werden. Sein
Grundkonzept basiert auf der Verwendung einer Heliumgekühlten ferritischen
Stahlstruktur, einer selbstkühlenden Blei-Lithium-Brutzone und der
SiCf/SiC-Strömungskanaleinsätze, die gleichzeitig als elektrische und
thermische Isolation dienen.
Die aktuelle PPCS III Studie lehnt sich eng an die
Vorstudie zur technischen Machbarkeit eines Fusionskraftwerkes (PPA) 1999 an.
Sie hat die Aufgabe, das konzeptionelle Design für einen DC-Reaktor (Modell C)
auszuarbeiten. Einige Details müssen in Übereinstimmung mit der Gesamtstrategie
ausgewählt werden, die eine Extrapolation des derzeitigen Wissens zwischen den
kurzfristig verfügbaren Blanket-Lösungen (wassergekühltes Blei-Lithium-Blanket,
Modell A und heliumgekühltes Berylliumkugelbett, Modell B) und dem sehr
fortschrittlichen selbstkühlenden Blei-Lithium-SiCf/SiC Blanket (Modell D)
erlaubt. In der PPCS wird die elektrische Reaktorleistung auf eine typische
Größe kommerzieller Reaktoren von 1.500 MW normiert, was iterative Berechnungen
zwischen dem Blanket-Layout und der System Code Analyse erfordert.
Diese Arbeit wird vom FZK koordiniert, in
Zusammenarbeit mit CEA, EFET/IBERTEF, UKAEA, VR und VTT Processes. In diesem
Bericht werden der gegenwärtige Stand der Entwicklung aufgezeigt, die
Ergebnisse der Studie zusammengefasst und diskutiert.
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