陶腊宝，杨庆喜，徐 皓，陈 建，李 宁，陆 坤，宋云涛，周才品

(1.等离子体物理研究所，安徽 合肥 230031；2.中国科学技术大学，安徽 合肥 230026；3.核工业西南物理研究院，四川 成都 614007)

中国聚变工程试验反应堆(CFETR)是我国自主设计的托卡马克核聚变装置，是中国实现聚变能发电的一个关键装置，它的目的是完成ITER到DEMO的过渡。超压保护系统是CFETR中重要的安全系统之一，包含杜瓦超压保护系统和真空室超压保护系统(VVPSS)。本文研究对象是VVPSS，其工作目的是保护真空室免受真空泄漏事件(LOVA-Loss of Vacuum Accident)、流量损失事故(LOFA-Loss of Flow Accident)或冷却剂泄漏事故(LOCA-Loss of Coolant Accident)所带来的危害[1-2]；工作原理是通过泄放装置将过压介质蒸汽排放到泄压罐中冷凝来降低真空室内的压强，达到保护真空室的效果。

结合相关的核聚变工程经验[3,4]，将真空室内泄漏事故分成小泄漏事故和大泄漏事故。当发生泄漏事故，真空室内最大压强未达到135 kPa，是小泄漏事故，超过135 kPa为大泄漏事故。考虑小泄漏事故发生较为频繁，使用泄压阀泄放过压气体；考虑大泄漏事故泄漏量大和响应时间短，采用爆破片装置泄放过压气体。由此总结CFETR VVPSS初步设计方案：当真空室内压力达到100 kPa时，为发生小泄漏事故，泄压阀开启，通过小泄放管路泄放介质气体进入小泄压罐(SLT—Small Leak Tank)内冷凝；当真空室内的压力达到135 kPa时，为发生大泄漏事故，爆破片在几毫秒内激活，通过大泄放管路泄放介质气体进入大泄压罐(LLTs—Large Leak Tanks)内冷凝。VVPSS的总体结构布局如图1所示。

图1 CFETR VVPSS总体结构布局

1 VVPSS总体布局设计

1.1 VVPSS接口设计

为了满足CFETR VVPSS的设计要求，初步设计VVPSS的结构组成：泄压罐(STs—Suppression Tanks)、泄压阀、破裂片和泄放管线[3-4]，如图1所示。……