Koncepční návrh připojení kryosorpční vývěvy pro vysokoteplotní tokamaky

Lukáš Neškudla

Bachelor's thesis

Conceptual design of cryo sorption vacuum pump connection for high temperature tokamaks

Abstract:

Tato bakalářská práce se zaměřuje na vývoj funkční kryogenní vývěvy pro zařízení nazývané tokamak využívající termonukleární fúzi. Hlavním cílem bylo navrhnout a vyvinout kryogenní vývěvu, která je odolná vůči vysokým teplotám. Práce se soustředila na výběr správného typu, umístění a fungování dané vývěvy. Zahrnovala také zkoumání problematiky provozu tokamaků se zaměřením na projekty ITER a EU DEMO, a zhodnocení možnosti využití stávajících komerčně dostupných kryovývěv a čerpacích prvků pro tuto aplikaci. Hlavním úkolem bylo také navrhnout vhodné potrubní připojení pro přívod kryokapalin do vnitřních částí kryovývěvy, zajišťujících správnou funkci jevů kryokondenzace a kryosorpce. Výsledkem práce je konceptuální návrh a modifikace jak kryogenní vývěvy, tak potrubní části připojení pro danou aplikaci. Modifikované koncepce byly podloženy výpočty a modely.

Abstract:

This bachelor's thesis focuses on the development of a functional cryogenic conduit for a device called a tokamak, which utilizes thermonuclear fusion. The main objective was to design and develop a cryogenic conduit that is resistant to high temperatures. This thesis concentrated on selecting the appropriate type, location, and functioning of the conduit. It also involved investigating the operational aspects of tokamaks, with a particular emphasis on projects such as ITER and EU DEMO, and evaluating the potential use of existing commercially available cryovessels and pumping components for this application. Another important task was to design a suitable pipeline connection for delivering cryogenic fluids to the internal parts of the cryogenic conduit, ensuring proper functioning of cryocondensation and cryosorption phenomena. The outcome of this work is a conceptual design and modifications of both the cryogenic conduit and the pipeline connection for the specified application. The modified concepts were supported by calculations and models.

Keywords

tokamak, termojaderná fúze, divertor, sorpční kryovývěva, kryokondenzace, kryosorpce, kryokapalina, potrubí

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 26. 5. 2023

Thesis defence

• Supervisor: doc. Ing. Petra Dančová, Ph.D.

Technical University of Liberec

Faculty of Mechanical Engineering

Bachelor programme / field:
Mechanical Engineering / Strojírenství