托卡马克下偏滤器热管温差发电余热利用可行性验证装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114121306A(43)申请公布日2022.03.01(21)申请号202111416993.7(22)申请日2021.11.25(71)申请人西安交通大学地址710049陕西省西安市碑林区咸宁西路28号(72)发明人郭凯伦张嘉睿田智星王成龙张大林田文喜秋穗正苏光辉(74)专利代理机构西安智大知识产权代理事务所61215代理人何会侠(51)Int.Cl.G21B1/25(2006.01)G21B1/13(2006.01)G21B1/11(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图3页(54)发明名称托卡马克下偏滤器热管温差发电余热利用可行性验证装置(57)摘要本发明公开了托卡马克下偏滤器热管温差发电余热利用可行性验证装置，包括电柜控制箱、电源、架子、底板、栏杆、石英玻璃、顶板、铜‑水热管、加热棒、静默基体、温差发电静默片、基体、电子负载、支撑杆、水泵和水箱。本发明结构紧凑、固有安全性高、方法简单可行，可用于验证托卡马克装置下偏滤器热管温差发电余热利用方案的可行性。CN114121306ACN114121306A权利要求书1/1页1.托卡马克下偏滤器热管温差发电余热利用可行性验证装置，其特征在于：包括电源控制箱(1)、电源(2)、架子(3)、底板(4)、栏杆(5)、石英玻璃(6)、顶板(7)、组合式盖型螺母‑粗牙(8)、排气孔(9)、温差发电静默片(10)、静默基体(11)、基体(12)、加热棒(13)、支撑杆(14)、水泵(15)、水箱(16)、铜‑水热管(17)和电子负载(18)；所述电源(2)置于架子(3)底部，与电源控制柜(1)相连，底板(4)、栏杆(5)、石英玻璃(6)与顶板(7)组成展示平台，并由组合式盖型螺母‑粗牙(8)固定，加热棒(13)插入基体(12)中，加热棒(13)线从加热棒线出口穿出连接至电源(2)，铜‑水热管(17)蒸发段插入基体(12)中，冷凝段完全穿过静默基体(11)，静默基体(11)上布置温差发电静默片(10)，温差发电静默片(10)冷端布置水套，水套、水泵(15)、水箱(16)组成水冷回路，温差发电静默片(10)的连线由静默出线口连接至电子负载(18)，温差发电静默片(10)、静默基体(11)、基体(12)、加热棒(13)、支撑杆(14)、铜‑水热管(17)组成实验段，固定在支撑杆(14)上并置于展示平台内；所述基体(12)用于模拟托卡马克下偏滤器内热沉材料。2.根据权利要求1所述的托卡马克下偏滤器热管温差发电余热利用可行性验证装置，其特征在于：所述电源控制箱(1)、电源(2)、加热棒(13)组成加热系统，电源(2)使用程控电源，调控加热棒(13)电压，以保证基体(12)表面温度处于300℃，用于模拟托卡马克下偏滤器内热沉材料被冷却水冷却后的温度。3.根据权利要求1所述的托卡马克下偏滤器热管温差发电余热利用可行性验证装置，其特征在于：所述铜‑水热管(17)类型为毛细驱动热管，吸液芯为烧结式吸液芯，长度300mm，直径20mm，蒸发段长度160mm，冷凝段长度120mm，工作温度300℃。4.根据权利要求1所述的托卡马克下偏滤器热管温差发电余热利用可行性验证装置，其特征在于：所述温差发电静默片(10)、静默基体(11)、电子负载(18)组成温差发电系统，静默基体(11)上均匀布置42片温差发电静默片(10)，42片温差发电静默片(10)的连线穿过静默出线口，连接至稳压模块，稳压模块另一端连接电子负载(18)。5.根据权利要求1所述的托卡马克下偏滤器热管温差发电余热利用可行性验证装置，其特征在于：所述装置工作时需抽真空至10‑3Pa，使用氩气对装置进行排除空气，氩气由氩气进口进入装置，空气由排气孔(9)排出装置。6.根据权利要求1所述的托卡马克下偏滤器热管温差发电余热利用可行性验证装置，其特征在于：所述铜‑水热管(17)使用平板式热管，沿基体(12)水平方向均匀布置。7.根据权利要求1所述的托卡马克下偏滤器热管温差发电余热利用可行性验证装置，其特征在于：氩气通过装置上方的氩气进口充入，空气由排气孔(9)排出，电源(2)为加热棒(13)供电，加热棒(13)释放热量被基体(12)吸收，基体(12)温度上升，铜‑水热管(17)的蒸发段吸收基体(12)内的热量并传递到铜‑水热管(17)的冷凝段，铜‑水热管(17)的冷凝段加热温差发电静默片(10)的热端，加热的温差发电静默片(10)由于塞贝克效应产生电能，加热的温差发电静默片(10)被水冷回路的来自于水箱(16)中的冷却水冷却，水冷回路中的冷却水经水泵(15)驱动回流至水箱(16)，加热的温差发电静默片(10)产生的压力不稳定的电能经稳压模块后传递至电子负载(18)，电子负载