DB34 T 3574.4-2019 聚变装置铁磁性系统结构设计准则 第4部分：管林系统.pdf

1、ICS 27.120.10 F 61 DB34 安徽省地方标准 DB 34/T 3574.42019 聚变装置铁磁性系统结构设计准则 第 4 部分：管林系统 Guide to structural design criteria of ferromagnetic system for fusion device Part 4: Pipe forest system 文稿版次选择 2019 - 12 - 25 发布 2020 - 01 - 25 实施 安徽省市场监督管理局 发布 DB34/T 3574.42019 I 前 言 聚变装置铁磁性系统结构设计准则分为如下8个部分： 第1部分：总体设计；

2、 第2部分：包层系统； 第3部分：偏滤器系统； 第4部分：管林系统； 第5部分：3Sm规则； 第6部分：疲劳寿命评判方法； 第7部分：制造与检测； 第8部分：辐射屏蔽； 本部分为第4部分。 本部分按照 GB/T 1.1-2009 给出的规则起草。 本部分由中国科学院等离子体物理研究所提出。 本部分由安徽省核聚变工程技术及应用标准化技术委员会归口。 本部分起草单位：中国科学院等离子体物理研究所、安徽省质量和标准化研究院。 本部分主要起草人：雷明准、刘素梅、徐淑玲、刘松林、李敏、赵平辉、汪键、李纯元、程宁。 DB34/T 3574.42019 1 聚变装置铁磁性系统结构设计准则 第 4 部分：管林

3、系统 1 范围 本部分规定了聚变装置铁磁性系统中管林系统的系统功能及基本组成、系统设计、工程设计、RAMI 要求和安全要求。 本部分适用于聚变装置铁磁性系统中管林系统设计的所有阶段，是该系统设计的重要依据。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 DB34/T 3574.1-2019 聚变装置铁磁性系统结构设计准则 第1部分：总体设计 3 系统功能及基本组成 3.1 系统功能 3.1.1 聚变装置管林应在装置稳态运行期间，包层（增殖包层和屏蔽包层）模块的

4、冷却及其热量带出。 3.1.2 聚变装置管林应在装置稳态运行期间，偏滤器模块的冷却及其热量带出。 3.1.3 管道满足高温、高压要求，具备抗冲刷腐蚀要求。 3.1.4 管林布置有序，便于拆卸、装配。维护期间，便于切割和焊接。 3.1.5 管道的检漏与阀门的密封应满足要求。 3.1.6 管林应与遥操作系统、诊断系统等接口匹配。 3.2 基本组成 3.2.1 管林材料 3.2.1.1 聚变装置内部部件的冷却剂有：水、氦气、液态金属、熔盐等。 3.2.1.2 管林材料应满足耐辐照、低活化、耐高温、耐腐蚀（物理腐蚀、化学腐蚀）要求。 3.2.2 包层管林 3.2.2.1 为所有包层模块提供一定温度、压

5、力和流量的冷却剂并将包层内部热量带走，以保证聚变装 置稳定运行，满足聚变装置少维护、长寿命的要求。 3.2.2.2 冷却剂的温度、压力和流量应与聚变装置包层需带走的热功率相匹配。 3.2.2.3 根据包层的布局方式及冷却要求，包层管林系统宜布置在聚变装置的窗口处，并经阀与外部 冷却系统连接。 3.2.3 偏滤器管林 3.2.3.1 为所有偏滤器模块的冷却提供一定温度、压力和流量的冷却剂并将偏滤器内部热量带走。 DB34/T 3574.42019 2 3.2.3.2 冷却剂的温度、压力和流量应满足载热要求。 3.2.3.3 根据偏滤器的布局方式及冷却要求，主要分为“一进一出”或“两进两出”等。

6、3.2.3.4 偏滤器管林系统需布置在聚变装置窗口处，并经阀与外部冷却系统连接。 3.2.4 遥操作系统 3.2.4.1 与包层遥操作系统接口：布置在窗口及真空室内部的包层管林，应分布有序，切割焊接方便。 在包层模块维护期间，为包层遥操作部件提供松紧螺栓、切割管路的空间和包层模块取出通道。 3.2.4.2 与偏滤器遥操作系统接口：布置在窗口及真空室内部的偏滤器管林，应分布有序，切割焊接 方便。在偏滤器模块维护期间，为偏滤器遥操作部件提供松紧螺栓、切割管路的空间和偏滤器模块取出 通道。 3.2.5 诊断系统 3.2.5.1 管林的空间布局应合理有序，应留有诊断系统接口合理的操作空间。 3.2.5

7、.2 管林系统在出现泄露等事故时，不应对诊断系统的安全运行造成影响。 4 系统设计 4.1 总体要求 4.1.1 管林系统结构设计寿命应大于或等于聚变装置内部部件维护周期。 4.1.2 管林系统在出现泄漏等偶然事件时，应启动应急处理程序，见附录 A。 4.2 各子系统要求 子系统在设计过程中应明确包层换热量、 偏滤器换热量、 维护方案及遥操作系统的组成和具体组件、 诊断系统设计方案及其空间布置和具体组件等。 5 工程设计 5.1 管道壁厚及直径 连接各包层和偏滤器模块的管道壁厚等参数，要进行极端工况（温度、压力、冲刷、腐蚀、泄漏） 等工艺测试。在聚变装置稳态运行下，应满足强度、硬度、稳定性、寿

8、命等要求。同时应满足关于连接 接头、焊接工艺等要求。 5.2 空间分布 根据诊断系统、遥操作具体部件及其布置形式，合理设计管林系统布置方案并优选。 5.3 管林支撑 管林支撑的设计应满足部件的定位与固定。 同时满足电磁、 温度等载荷要求， 并兼顾遥操作的需求。 6 RAMI 要求 按 DB34/T 3574 .1-2019 的规定执行。 DB34/T 3574.42019 3 7 安全要求 按 DB34/T 3574 .1-2019 的规定执行。 DB34/T 3574.42019 4 A A 附 录 A （资料性附录） 管林系统事故工况、影响级别和应对措施 表A.1 管林系统事故工况、影响级

9、别和应对措施 序号 管林事故工况 影响级别 应急措施 1 因某种因素变化造成冷却管的压力骤升 等突发工况 A 启动急停，关闭主机，断开冷却回路，检查冷却管路 2 提氚管道发生泄漏，影响氚系统正常运 行 B 启动急停，关闭各系统，检查提氚管道，并按照规范 对各系统进行检查。 3 因辐射等原因造成管道结构损坏，无法 正常工作 C 启动急停，关闭各系统，对各系统进行检查、维修。 注1： 影响级别： A- 普通，会损坏系统本身，需要及时修复； B- 严重，会破坏装置主机运行； C- 非常严重，会导致各系统损伤或损失。 注2： 所有事故工况需要评定其概率发生等级，并根据其影响级别高低指导设计，设定不同的安全系数，保证主机 的正常运行。 _