一种用于聚变堆的超临界二氧化碳循环系统

摘要

本发明涉及核能技术领域，公开了一种用于聚变堆的超临界二氧化碳循环系统，包括主回路装置、压力控制装置和二氧化碳净化装置；主回路装置包括主回路以及设于主回路上的循环压缩机、稳压罐和换热机构，循环压缩机、稳压罐和换热机构依次连通；压力控制装置包括设于稳压罐内的压力传感器和设于主回路与稳压罐之间的主回路调节阀，压力控制装置用于调节主回路中的气压；二氧化碳净化装置的输入端与主回路连通，二氧化碳净化装置的第一输出端与稳压罐连通，二氧化碳净化装置用于去除回路中的气态杂质。本发明能够实现将聚变堆内产生的热量导出，同时适用于聚变堆内具有多个温度范围相差大，使用的冷却工质种类各异的系统。

权利要求

1.一种用于聚变堆的超临界二氧化碳循环系统，其特征在于，包括主回路装置、压力控制装置和二氧化碳净化装置；

所述主回路装置包括主回路以及设于所述主回路上的循环压缩机、稳压罐和换热机构，所述循环压缩机、所述稳压罐和所述换热机构依次连通；其中，所述换热机构包括偏滤器换热器、真空室换热器、包层换热器和下级换热器，所述下级换热器用于将热量传递给二回路或中间换热回路；

所述压力控制装置包括设于所述稳压罐内的压力传感器和设于所述主回路与所述稳压罐之间的主回路调节阀，所述压力控制装置用于调节所述主回路中的气压；

所述二氧化碳净化装置的输入端与所述主回路连通，所述二氧化碳净化装置的第一输出端与所述稳压罐连通，所述二氧化碳净化装置用于去除回路中的气态杂质；

其中，所述压力控制装置还包括控制模块、高压罐和废气罐，所述高压罐上设有输入接口，所述高压罐通过高压调节阀与所述稳压罐连通；所述废气罐的第一端通过低压调节阀与所述稳压罐连通，所述废气罐的第二端与所述二氧化碳净化装置的第二输出端连通，所述控制模块用于：接收所述压力传感器获取的监测压力值：

当所述监测压力值大于预设的压力上限范围时，控制所述低压调节阀打开，以使部分超临界二氧化碳工质进入所述废气罐内；

当所述监测压力值小于预设的压力下限范围时，控制所述高压调节阀打开以使部分超临界二氧化碳工质进入所述稳压罐内。

2.根据权利要求1所述的用于聚变堆的超临界二氧化碳循环系统，其特征在于，所述稳压罐与所述废气罐之间设有主回路安全阀，所述高压罐与所述废气罐之间设有高压罐安全阀。

3.根据权利要求2所述的用于聚变堆的超临界二氧化碳循环系统，其特征在于，所述控制模块用于：当判定所述主回路内出现超压时，控制所述主回路安全阀打开，以使所述主回路内的超临界二氧化碳工质泄放到所述废气罐中；

当判定所述高压罐出现超压时，控制所述高压罐安全阀打开，以使所述高压罐内的超临界二氧化碳工质泄放到所述废气罐中。

4.根据权利要求1所述的用于聚变堆的超临界二氧化碳循环系统，其特征在于，所述二氧化碳净化装置包括净化支路过滤器、回热器、减压阀、吸附器、冷却器、气液分离器和增压泵，所述净化支路过滤器的一端与所述主回路连通，所述净化支路过滤器的另一端与所述回热器的热侧输入端连通，所述回热器的热侧输出端依次与所述减压阀、所述吸附器、所述冷却器、所述气液分离器连通，所述气液分离器的气相输出端与所述废气罐的第二端连通，所述气液分离器的液相输出端与所述增压泵的一端连通，所述增压泵的另一端与所述回热器的冷侧输入端连通，所述回热器的冷侧输出端与所述稳压罐连通。

5.根据权利要求1所述的用于聚变堆的超临界二氧化碳循环系统，其特征在于，所述压力控制装置还包括设于所述主回路中的纯度检测器，所述控制模块用于：接收所述纯度检测器获取的工质纯度；

当所述工质纯度低于预设的最低阈值或任一种杂质成分高于预设的最高阈值时，控制所述二氧化碳净化装置启动。

6.根据权利要求1所述的用于聚变堆的超临界二氧化碳循环系统，其特征在于，所述主回路调节阀靠近所述主回路的一端通过旁路设于所述循环压缩机的入口处，所述循环压缩机的入口处设有主回路过滤器。

7.根据权利要求1所述的用于聚变堆的超临界二氧化碳循环系统，其特征在于，所述包层换热器包括超临界二氧化碳包层换热器或其他包层换热器。

说明书

一种用于聚变堆的超临界二氧化碳循环系统

技术领域

[0001] 本发明涉及核能技术领域，尤其涉及一种用于聚变堆的超临界二氧化碳循环系统。

背景技术

[0002] 目前，磁约束核聚变能被认为是未来最有可能解决人类能源危机的途径。托卡马克核聚变装置（如ITER等）是研究磁约束核聚变能最富有成效的手段之一。包层和偏滤器作为托卡马克核聚变装置中直接面对等离子体的核心部件，需要承受来自中心等离子体的粒子流和热流，导致这些内部部件中产生很大的热负荷。将聚变堆内部产生的热量安全导出是维持聚变装置运行的关键，也是实现聚变堆高效发电的必要条件。现有的内部部件设计方案使用了多种冷却剂，如包层方案潜在的冷却剂就有水、氦气、锂铅液态金属等，不同部件工作温度范围也存在很大的差别，导致热量不易导出，使得聚变堆脉冲的运行对二回路产生较大影响。

发明内容

[0003] 本发明提供了一种用于聚变堆的超临界二氧化碳循环系统，能够实现将聚变堆内产生的热量导出，同时适用于聚变堆内具有多个温度范围相差大，使用的冷却工质种类各异的系统。

[0004] 为了解决上述技术问题，本发明提供了一种用于聚变堆的超临界二氧化碳循环系统，包括主回路装置、压力控制装置和二氧化碳净化装置；

[0005] 所述主回路装置包括主回路以及设于所述主回路上的循环压缩机、稳压罐和换热机构，所述循环压缩机、所述稳压罐和所述换热机构依次连通；

[0006] 所述压力控制装置包括设于所述稳压罐内的压力传感器和设于所述主回路与所述稳压罐之间的主回路调节阀，所述压力控制装置用于调节所述主回路中的气压；

[0007] 所述二氧化碳净化装置的输入端与所述主回路连通，所述二氧化碳净化装置的第一输出端与所述稳压罐连通，所述二氧化碳净化装置用于去除回路中的气态杂质。

[0008] 优选地，所述压力控制装置还包括高压罐和废气罐；所述高压罐上设有输入接口，所述高压罐通过高压调节阀与所述稳压罐连通；所述废气罐的第一端通过低压调节阀与所述稳压罐连通，所述废气罐的第二端与所述二氧化碳净化装置的第二输出端连通。

[0009] 优选地，所述稳压罐与所述废气罐之间设有主回路安全阀，所述高压罐与所述废气罐之间设有高压罐安全阀。

[0010] 优选地，所述压力控制装置还包括控制模块，所述控制模块用于：

[0011] 接收所述压力传感器获取的监测压力值：

[0012] 当所述监测压力值大于预设的压力上限范围时，控制所述低压调节阀打开，以使部分超临界二氧化碳工质进入所述废气罐内；

[0013] 当所述监测压力值小于预设的压力下限范围时，控制所述高压调节阀打开以使部分超临界二氧化碳工质进入所述稳压罐内。

[0014] 优选地，所述压力控制装置还包括控制模块，所述控制模块用于：

[0015] 当判定所述主回路内出现超压时，控制所述主回路安全阀打开，以使所述主回路内的超临界二氧化碳工质泄放到所述废气罐中；

[0016] 当判定所述高压罐出现超压时，控制所述高压罐安全阀打开，以使所述高压罐内的超临界二氧化碳工质泄放到所述废气罐中。

[0017] 优选地，所述二氧化碳净化装置包括净化支路过滤器、回热器、减压阀、吸附器、冷却器、气液分离器和增压泵，所述净化支路过滤器的一端与所述主回路连通，所述净化支路过滤器的另一端与所述回热器的热侧输入端连通，所述回热器的热侧输出端依次与所述减压阀、所述吸附器、所述冷却器、所述气液分离器连通，所述气液分离器的气相输出端与所述废气罐的第二端连通，所述气液分离器的液相输出端与所述增压泵的一端连通，所述增压泵的另一端与所述回热器的冷侧输入端连通，所述回热器的冷侧输出端与所述稳压罐连通。

[0018] 优选地，所述压力控制装置还包括控制模块和设于所述主回路中的纯度检测器，所述控制模块用于：

[0019] 接收所述纯度检测器获取的工质纯度；

[0020] 当所述工质纯度低于预设的最低阈值或任一种杂质成分高于预设的最高阈值时，控制所述二氧化碳净化装置启动。

[0021] 优选地，所述主回路调节阀靠近所述主回路的一端通过旁路设于所述循环压缩机的入口处，所述循环压缩机的入口处设有主回路过滤器。

[0022] 优选地，所述换热机构包括偏滤器换热器、真空室换热器、包层换热器和下级换热器。

[0023] 优选地，所述包层换热器包括超临界二氧化碳包层换热器或其他包层换热器。

[0024] 相比于现有技术，本发明具有如下有益效果：

[0025] 本发明提供的用于聚变堆的超临界二氧化碳循环系统，包括主回路装置、压力控制装置和二氧化碳净化装置；所述主回路装置包括主回路以及设于所述主回路上的循环压缩机、稳压罐和换热机构，所述循环压缩机、所述稳压罐和所述换热机构依次连通；所述压力控制装置包括设于所述稳压罐内的压力传感器和设于所述主回路与所述稳压罐之间的主回路调节阀，所述压力控制装置用于调节所述主回路中的气压；所述二氧化碳净化装置的输入端与所述主回路连通，所述二氧化碳净化装置的第一输出端与所述稳压罐连通，所述二氧化碳净化装置用于去除回路中的气态杂质。

[0026] 与现有技术相比，本发明采用一个主回路装置，通过合理的连接各个产生热量的部件，将聚变堆产生的热量导出。主回路装置可以实现将聚变堆内多工质、多热源产生的热能导出的目的，压力控制装置及二氧化碳净化装置则用于辅助主回路装置地安全稳定运行。从主回路导出的热量利用换热器将热量传递给二回路进行发电，二回路可以采用超临界二氧化碳（supercritical carbon dioxide,缩写为sCO2）布雷顿循环或水蒸气朗肯循环发电。通过工质在主回路内的循环可以实现将聚变堆内产生的热量导出的目的，尤其适用于聚变堆内具有多个温度范围相差大，使用的冷却工质种类各异的多热源系统。同时，还可以通过中间换热回路将热量储存到熔盐或其他储热介质中，这种方式可以克服聚变堆脉冲运行对二回路产生的影响，实现连续稳定的电力输出。

附图说明

[0027] 图1是本发明实施例提供的用于聚变堆的超临界二氧化碳循环系统结构示意图。

[0028] 其中，附图标记如下：1、循环压缩机；2、稳压罐；3、偏滤器换热器；4、真空室换热器；5、包层换热器；6、下级换热器；7、主回路过滤器；8、高压罐；9、废气罐；10、主回路调节阀；11、低压调节阀；12、主回路安全阀；13、高压罐安全阀；14、高压调节阀；15、净化支路过滤器；16、回热器；17、减压阀；18、吸附器；19、冷却器；20、气液分离器；21、增压泵。

具体实施方式

[0029] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0030] 参照图1，本发明实施例提供的一种用于聚变堆的超临界二氧化碳循环系统，包括主回路装置、压力控制装置和二氧化碳净化装置；所述主回路装置包括主回路以及设于所述主回路上的循环压缩机1、稳压罐2和换热机构，所述循环压缩机1、所述稳压罐2和所述换热机构依次连通；所述压力控制装置包括设于所述稳压罐2内的压力传感器和设于所述主回路与所述稳压罐2之间的主回路调节阀10，所述压力控制装置用于调节所述主回路中的气压；所述二氧化碳净化装置的输入端与所述主回路连通，所述二氧化碳净化装置的第一输出端与所述稳压罐2连通，所述二氧化碳净化装置用于去除回路中的气态杂质。

[0031] 具体地，所述换热机构包括偏滤器换热器3、真空室换热器4、包层换热器5和下级换热器6。其中，所述包层换热器5包括超临界二氧化碳包层换热器或其他包层换热器。其他包层换热器包括水冷包层换热器、氦冷包层换热器、液态金属包层换热器或熔融盐包层换热器等。偏滤器换热器3、真空室换热器4、下级换热器6均采用印刷电路板式换热器。

[0032] 示例性地，所述包层换热器5可以采用全部使用sCO2冷却的方案，也可是使用sCO2和液态金属锂铅双冷却剂的方案。当然，在其他实施例中，包层冷却剂也可以采用水、氦气、液态金属及熔融盐的方案。此时需要将接口e和f之间的超临界二氧化碳包层换热器替换为其他包层换热器，并将主回路内的sCO2冷却剂与包层内的冷却剂通过换热器隔离。如果接口e处的温度未能达到包层入口温度的要求，需要将包层出口高温sCO2工质通过旁路与入口的sCO2回热换热，以达到包层入口温度要求。

[0033] 在本实施例中，所述主回路调节阀10靠近所述主回路的一端通过旁路设于所述循环压缩机1的入口处，所述循环压缩机1的入口处设有主回路过滤器7。所述循环压缩机1、所述稳压罐2和所述换热机构依次连通。

[0034] 在使用时，主回路内的sCO2工质经过循环压缩机1增压后进入稳压罐2，经过稳压罐2的容积缓冲和主动控制后保证压力波动在允许的范围内。然后，sCO2工质在主管道上被分为两条支路，分别通过偏滤器换热器3、真空室换热器4对偏滤器、真空室进行冷却。由于偏滤器的热负荷比真空室更大，需要的冷却剂流量也更大，需要根据需要的冷却流量合理设计两条支路的管道尺寸。两条支路上的sCO2在分别冷却了偏滤器和真空室之后温度将会升高，并汇集成一股冷却包层。聚变堆中产生的热量大部分位于包层区域，sCO2将热量导出同时自身温度大幅增加。根据热力学基本定律，在冷源温度相同的情况下，增大热源温度可以提高系统的热效率。与包层换热之后的sCO2工质达到主回路中温度的最高值，其温度值的大小与具体采用的包层方案有关。典型的包层设计方案下主回路内sCO2工质能达到的温度有：水冷包层315℃左右，氦冷包层490℃左右，超临界二氧化碳包层640℃左右。

[0035] 接着，高温的sCO2工质进入下级换热器6，下级换热器6用于将热量传递给二回路或中间换热回路。二回路可以采用蒸汽朗肯循环或超临界二氧化碳布雷顿循环实现发电的目的，也可以与采用熔盐的中间换热回路换热，将热量传递给中间换热回路中的储热介质，再通过储热介质与二回路换热实现发电。其中，采用中间换热回路的优势在于可以克服热源功率波动的对二回路发电的影响，实现平稳的电力输出。sCO2工质经过下级换热器6后温度降低，经过主回路过滤器7去除可能存在的固体杂质后返回循环压缩机1的入口，至此实现主回路sCO2工质的循环。

[0036] 进一步地，为了使循环压缩机1消耗尽可能少的工质实现在主回路内的循环并将热量导出，需要维持循环压缩机1进口的sCO2工质处于压力略高于临界压力的超临界状态。优选地，循环压缩机1的参数为：循环压缩机1进口压力7.7MPa，温度50℃。循环压缩机1出口压力需要根据主回路整体压降确定，例如回路整体压降0.6MPa，则循环压缩机1出口压力需要达到8.3MPa。

[0037] 在本实施例中，所述压力控制装置还包括高压罐8和废气罐9；所述高压罐8上设有输入接口，所述高压罐8通过高压调节阀14与所述稳压罐2连通；所述废气罐9的第一端通过低压调节阀11与所述稳压罐2连通，所述废气罐9的第二端与所述二氧化碳净化装置的第二输出端连通。

[0038] 所述压力控制装置还包括控制模块，所述控制模块用于：

[0039] 接收所述压力传感器获取的监测压力值：

[0040] 当所述监测压力值大于预设的压力上限范围时，控制所述低压调节阀11打开，以使部分超临界二氧化碳工质进入所述废气罐9内；

[0041] 当所述监测压力值小于预设的压力下限范围时，控制所述高压调节阀14打开以使部分超临界二氧化碳工质进入所述稳压罐2内。

[0042] 进一步地，所述稳压罐2与所述废气罐9之间设有主回路安全阀12，所述高压罐8与所述废气罐9之间设有高压罐安全阀13，所述控制模块还用于：

[0043] 当判定所述主回路内出现超压时，控制所述主回路安全阀12打开，以使所述主回路内的超临界二氧化碳工质泄放到所述废气罐9中；

[0044] 当判定所述高压罐8出现超压时，控制所述高压罐安全阀13打开，以使所述高压罐8内的超临界二氧化碳工质泄放到所述废气罐9中。

[0045] 在具体实施当中，压力控制装置包括压力传感器、高压罐8、废气罐9、主回路调节阀10、低压调节阀11、主回路安全阀12、高压罐安全阀13及高压调节阀14。稳压罐2是主回路装置和压力控制装置的共用设备，主回路内的sCO2工质进入稳压罐2后通过较大的容积缓冲，可以减轻压力波动的幅度。稳压罐2内设置有压力传感器，可以监测稳压罐2内压力变化。当监测压力值大于预设的压力上限范围时，打开低压调节阀11，一部分工质通过低压管道进入废气罐9，使得主回路压力降低；当监测压力值小于预设的压力下限范围时，打开高压罐8与稳压罐2之间的高压调节阀14，以此提高稳压罐2内的压力。

[0046] 在正常运行情况下，通过以上调节可以保证主回路内的设备运行在设定压力范围内。在事故工况下，当判定所述主回路内出现超压时，主回路安全阀12动作，将主回路内的sCO2工质泄放到废气罐9；当判定所述高压罐8出现超压时，高压罐安全阀13将会动作，从而降低高压罐8内的压力。

[0047] 此外，通过调节主回路调节阀10可以将循环压缩机1出口的一部分工质通过旁路进入循环压缩机1的入口，能够在一定范围内调节主回路的流量和压力。主回路内的工作压力高于环境压力，随着sCO2工质的泄漏主回路内工质的量会缓慢减少，长期运行需要对工质进行补充。输入接口g可以连接外界sCO2气源，将sCO2补充到高压罐8，再补充到主回路中。

[0048] 在本实施例中，所述二氧化碳净化装置包括净化支路过滤器15、回热器16、减压阀17、吸附器18、冷却器19、气液分离器20和增压泵21，所述净化支路过滤器15的一端与所述主回路连通，所述净化支路过滤器15的另一端与所述回热器16的热侧输入端连通，所述回热器16的热侧输出端依次与所述减压阀17、所述吸附器18、所述冷却器19、所述气液分离器
20连通，所述气液分离器20的气相输出端与所述废气罐9的第二端连通，所述气液分离器20的液相输出端与所述增压泵21的一端连通，所述增压泵21的另一端与所述回热器16的冷侧输入端连通，所述回热器16的冷侧输出端与所述稳压罐2连通。

[0049] 进一步地，所述压力控制装置还包括控制模块和设于所述主回路中的纯度检测器，所述控制模块还用于：

[0050] 接收所述纯度检测器获取的工质纯度；

[0051] 当所述工质纯度低于预设的最低阈值或任一种杂质成分高于预设的最高阈值时，控制所述二氧化碳净化装置启动。

[0052] 需要说明的是，从循环压缩机1之前的支路上引出的sCO2工质经过减温减压过程后其中含有的杂质水将冷凝成液态，并通过吸附剂的吸收去除大部分杂质水。进一步对从吸附器18流出工质进行冷却，由于此时压力已经处于临界压力以下，可以将sCO2冷凝成液态，而其他主要杂质成分氢气（可能含有放射性元素氚）、氮气等仍处于气态，经过气液分离器20后液态的sCO2已经去除了大部分杂质，在经过增压泵21加压和回热器16的加热后回到主回路中,而杂质气体则暂时储存在废气罐9中待后续处理。

[0053] 具体地，二氧化碳净化装置可以采用连续运行模式，也可以间断运行模式，其作用在于去除回路中气态杂质。在主回路内安装有检测sCO2工质纯度的纯度检测器，当所述工质纯度低于预设的最低阈值或任一种杂质成分（如：氚）高于预设的最高阈值时，启动二氧化碳净化装置。

[0054] 在启动二氧化碳净化装置之后，一小部分工质从循环压缩机1入口前的位置分流进入净化支路，先经过净化支路过滤器15去除固体杂质，再经过回热器16的热侧输入端、热侧输出端，通过与回热器16冷侧工质换热降低温度。然后经过减压阀17，使工质处于低温低压状态，此时水蒸气逐渐凝结成液态，而保持sCO2工质和其他气态杂质（如：H2、N2等）仍处于气态，经过吸附器18去除工质中的杂质成分水。接着工质经过冷却器19的进一步冷却，使得sCO2变为液态，而其他杂质仍为气态。再经过气液分离器20后，气相部分通过接口h和接口i，排放到废气罐9中。最后，液相部分通过增压泵21的增压后，经过回热器16的冷侧输入端、冷侧输出端，通过与回热器16热侧换热升高温度，经过净化后的sCO2工质返回稳压罐2。

[0055] 进一步地，由于进入净化支路后工质的压力和温度都在随着流程的行进而变化，为了实现净化工质的目的，二氧化碳净化装置可以采用的参数和设备类型包括：进入净化支路的工质压力为7.7MPa，温度为50℃，经过回热器16冷却后温度降低到约30℃，再经过减压阀17后压力降低为6MPa；经过冷却器19冷却后工质温度降低到20℃以下，经增压泵21增压后压力达到8.5MPa，从回热器16热侧流出的工质为约8.5MPa，45℃；吸附器18中使用的吸附剂可以是活性炭、氧化铝、硅胶等材料，气液分离器20可以采用重力沉降型或离心力分离型，增压泵21可以选用柱塞泵。

[0056] 在本实施例中，主回路装置内的sCO2通过换热器与聚变堆内部部件包层、偏滤器及真空室的冷却剂换热，实现聚变堆内热能的导出，并通过换热器与二回路或中间储能回路耦合，实现能量的利用。主回路装置与压力控制装置通过稳压罐2连接，可以实现主回路运行时稳定压力和维持回路内工质的作用，在事故工况下又可起到超压泄放，保证回路安全的作用。同时，主回路通过支路分流部分工质进入二氧化碳净化装置，去除运行过程中产生的杂质，并将净化后的工质重新汇入主回路系统。通过工质在主回路内的循环可以实现将聚变堆内产生的热量导出的目的，尤其适用于聚变堆内具有多个温度范围相差大，使用的冷却工质种类各异的多热源系统。

[0057] 进一步地，根据聚变堆内部部件的工质类型和运行参数范围，采用sCO2作为主回路工质具有很好的相容性和稳定性。在采用sCO2作为冷却剂的包层，可以提高工质出口温度，从而提高发电效率的作用。本发明将聚变堆内部主要部件包层、偏滤器和真空室产生的热量全部通过主回路的超临界二氧化碳循环导出。主回路sCO2工质与内部部件冷却工质通过换热器传递热量，通过换热器金属壁面互相隔绝，可以最大限度地降低放射性物性渗透进入环境的程度。

[0058] 本发明利用超临界二氧化碳的良好特性，尤其是在靠近临界点附近的特性，可以降低循环压缩机1的功耗。由于超临界二氧化碳循环的紧凑性和灵活性，可以减少回路占用空间，有利于聚变堆主机内的设备布置。同时，由于回路规模减小，降低了其热惯性，有利于聚变堆的运行，特别是聚变堆以脉冲方式运行时可以增加换热系统运行的灵活性。

[0059] 此外，本发明可适用于采用不同工质（如水、氦气、液态金属、熔盐等）冷却的内部部件，而且可适用于非常宽广的工作温度范围，这扩宽了内部部件方案选型的区间，有利于聚变堆的设计。即使在发生泄漏等极端工况下不同工质之间有良好的相容性，不会发生剧烈的反应，进一步提高了整体安全性。

[0060] 综上，本发明提供的一种用于聚变堆的超临界二氧化碳循环系统，可以实现将聚变堆内多工质、多热源产生的热能导出的目的，尤其适合包层采用超临界二氧化碳，同时也可以适用于液态金属锂铅包层、水冷包层、氦冷包层、液态金属包层及熔盐包层等方案。主回路系统通过压力和容积控制系统的配合可以保证正常工况下的压力、流量调节，以及事故工况下的超压泄放功能，二氧化碳净化系统保证了长期运行过程中工质的纯度。与采用水作为主回路工质的方案相比，超临界二氧化碳作为主回路工质具有系统紧凑高效，以及与聚变堆内部部件中各种工质相容性好的优点。

[0061] 以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，应当理解，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围。特别指出，对于本领域技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。