AbstractIn this paper, a water-cooled divertor concept is assessed and optimized according to operating conditions foreseen for the water-cooled lithium lead (WCLL) blanket concept in the frame of the European Power Plant Conceptual Study (PPCS). In a power reactor, the potential performances of a divertor concept are judged not only by its capability to sustain high heat flux, but also by the availability of the extracted heat for power conversion. A water-cooled divertor is the preferred option when used with a WCLL blanket because it simplifies the reactor coolant system design and reduces the required R&D by using the same coolant for all components. A Cu-alloy tube is used as heat sink, armored by a tungsten monoblock. A swirl tape is inserted in the tube, as a turbulence promoter. This concept needs limited extrapolations from today's plasma physics assumptions insofar it allows high surface heat fluxes (up to 15 MW m−2). At the same time, it permits the divertor power to contribute in the thermodynamic cycle of the plant with an overall maximum gross thermal efficiency of about 33% similar to that of a pressurized water reactor.
本論文では、欧州発電所概念研究（PPCS）の枠組みにおいて水冷リチウム鉛（WCLL）ブランケット概念で想定される運転条件に従って、水冷ダイバータ概念の評価と最適化を行う。発電炉において、ダイバータ概念の潜在的な性能は、高い熱流束に耐える能力だけでなく、発電変換のために抽出された熱の利用可能性によっても判断される。水冷ダイバータは、WCLLブランケットと併用する場合に好ましい選択肢であり、これは全構成要素に同じ冷却材を使用することで、原子炉冷却系の設計を簡素化し、必要な研究開発を低減するためである。Cu合金管が熱シンクとして使用され、タングステンモノブロックによって装甲される。乱流促進体として、スワールテープが管内に挿入される。この概念は、最大15 MW m⁻²までの高い表面熱流束を許容する限りにおいて、今日のプラズマ物理の仮定からの限定的な外挿のみを必要とする。同時に、ダイバータ出力がプラントの熱力学サイクルに寄与することを可能にし、全体の最大グロス熱効率は加圧水型原子炉と同様の約33%となる。