[發明專利]一種場反等離子體磁壓縮裝置及方法

有效

• 申請號: 202011376152.3
• 申請日: 2020-11-30
• 公開（公告）號: CN112397206B
• 公開（公告）日: 2023-05-09
• 發明（設計）人: 潘垣;彭越;王之江;饒波;張明;李黎;呂以亮;陳志鵬;丁永華
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G21B1/05
• 分類號: G21B1/05;G21B1/21
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 李智

1.一種場反等離子體磁壓縮裝置，其特征在于，包括：真空腔室(1)、環繞所述真空腔室(1)的壓縮線圈(2)、以及連接所述壓縮線圈(2)的電源模塊(3)；

所述電源模塊(3)包括第一供電模塊(31)和第二供電模塊(32)；所述第一供電模塊(31)通過所述壓縮線圈(2)在所述真空腔室(1)中產生第一壓縮磁場；當所述第一壓縮磁場上升到最大值時，所述第二供電模塊(32)接入并通過所述壓縮線圈(2)在所述真空腔室(1)中產生第二壓縮磁場，使得所述真空腔室(1)中的磁場持續上升；所述電源模塊(3)用于對所述真空腔室(1)中的場反等離子體進行級聯磁壓縮，所述級聯壓縮為快慢兩級磁壓縮，延長聚變反應時間；

所述電源模塊(3)連接至電網側；

所述第一供電模塊(31)包括變壓器T_r1、整流電路CON₁和電容C₁，所述變壓器T_r1的兩側分別連接所述電網側和整流電路CON₁輸入側，整流電路CON₁輸出側連接所述電容C₁，所述電容C₁放電以產生所述第一壓縮磁場；

所述第二供電模塊(32)包括變壓器T_r2、整流電路CON₂和電容C₂，所述變壓器T_r2的兩側分別連接所述電網側和整流電路CON₂輸入側，整流電路CON₂輸出側連接所述電容C₂；

所述變壓器T_r1的變壓比大于所述變壓器T_r2的變壓比，所述整流電路CON₁與整流電路CON₂的正輸出端之間通過二極管D₂連接，且所述二極管D₂的陽極連接所述整流電路CON₂正輸出端；當所述第一壓縮磁場上升到最大值時，所述整流電路CON₁正輸出端電壓低于所述整流電路CON₂正輸出端電壓，所述二極管D₂導通以接入所述第二供電模塊(32)，使得所述電容C₂放電以產生所述第二壓縮磁場。

2.如權利要求1所述的場反等離子體磁壓縮裝置，其特征在于，還包括變換器CON₀，其一側連接所述電網側，另一側連接所述壓縮線圈(2)，壓縮前及壓縮過程中所述變換器CON₀處于關斷狀態。

3.如權利要求2所述的場反等離子體磁壓縮裝置，其特征在于，所述變換器CON₀的一側還連接至所述變壓器T_r1和變壓器T_r2的初級側，當所述真空腔室(1)中的磁場上升到最大值時，所述變換器CON₀處于逆變狀態，以將所述壓縮線圈(2)中的磁能反饋至電網側，和/或，以利用所述壓縮線圈(2)中的磁能為所述電容C₁和電容C₂充電。

4.如權利要求1-3任一項所述的場反等離子體磁壓縮裝置，其特征在于，所述第一供電模塊(31)和第二供電模塊(32)通過晶閘管S連接所述壓縮線圈(2)，磁壓縮前，所述晶閘管S處于斷開狀態。

5.如權利要求1所述的場反等離子體磁壓縮裝置，其特征在于，所述壓縮線圈(2)環繞設置在所述真空腔室(1)的內部，并通過大電流穿墻引線(4)從所述真空腔室(1)內部引出。

6.如權利要求1所述的場反等離子體磁壓縮裝置，其特征在于，所述壓縮線圈(2)環繞設置在所述真空腔室(1)的外側。

7.如權利要求1所述的場反等離子體磁壓縮裝置，其特征在于，所述級聯磁壓縮依次包括第一磁壓縮、第二磁壓縮和續流磁壓縮，所述第一磁壓縮的上升速率高于所述第二磁壓縮的上升速率。

8.如權利要求1-7任一項所述的場反等離子體磁壓縮裝置的磁壓縮方法，其特征在于，包括：

磁壓縮時，接入第一供電模塊(31)以在真空腔室(1)中產生第一壓縮磁場；

當所述第一壓縮磁場上升到最大值時，接入第二供電模塊(32)以在所述真空腔室(1)中產生第二壓縮磁場，使得所述真空腔室(1)中的磁場持續上升，并對所述真空腔室(1)中的場反等離子體進行級聯磁壓縮。