Energy balance and efficiency of power stations with a pulsed Tokamak reactor
Creators
- 1. UKAEA Research Group, Abingdon. Culham Lab.
- 2. Association Euratom-Max-Planck-Institut fuer Plasmaphysik, Garching/Muenchen (Germany, F.R.)
Description
The energy balance of a fusion power station based on the TOKAMAK concept is examined with the aid of a model comprising three distinct elements: the reactor, the energy converter and the reactor operation equipment. The efficiency of each element is expressed in terms of the various energy flows and the product of these efficiencies gives the net station efficiency. The analysis takes account of pulsed operation and has general applicability. Numerical values for the net station efficiency are derived from detailed estimates of the energy flows for a TOKAMAK reactor and its auxiliary equipment operating with advanced energy converters. The derivation of these estimates is given in eleven appendices. The calculated station efficiencies span ranges similar to those quoted for the current generation of fission reactors, though lower than those predicted for HTGR and LMFBR stations. Credible parameter domains for pulsed TOKAMAK operation are firmly delineated and factors inimical to improved performance are indicated. It is concluded that the net thermal efficiency of a TOKAMAK reactor power station based on present designs and using advanced thermal converters will be approximately 0.3 and is unlikely to exceed 0.33. (orig.)
Availability note (English)
MF available from INIS under the Report Number.Abstract (German)
Die Energiebilanz eines TOKAMAK-Fusionskraftwerks wird mit Hilfe eines Modells untersucht, das drei verschiedene Elemente enthaelt: den Reaktor, den Energieumwandler und die Reaktorbetriebseinrichtungen. Der Leistungsgrad jedes einzelnen Elements wird durch die verschiedenen Energieflussdaten ausgedrueckt; das Produkt dieser verschiedenen Leistungsgrade ergibt die Nutzleistung des Kraftwerks. Die Analyse beruecksichtigt den gepulsten Betrieb und ist allgemein anwendbar. Rechnerische Werte fuer die Nutzleistung des Kraftwerks werden aus detaillierten Schaetzungen des Energieflusses in einem TOKAMAK-Reaktor und seinen Zusatzeinrichtungen mit fortgeschrittenen Energieumwandlern abgeleitet. Die abgeleiteten Werte werden im Anhang angegeben. Die berechneten Nutzleistungen entsprechen annaehernd den Werten fuer die Stromerzeugung in Spaltreaktoren, sie liegen jedoch unter den fuer HTR und LMFBR vorhergesagten Werten. Glaubhafte Parameterdomaenen fuer den gepulsten TOKAMAK-Betrieb werden abgegrenzt und Faktoren aufgezeigt, die einer verbesserten Leistung entgegenwirken. Es zeigt sich, dass die thermische Nutzleistung von TOKAMAK-Kraftwerken der heutigen Bauart mit fortgeschrittenen thermischen Wandlern bei ca. 0,3 liegen und 0,33 kaum uebersteigen wird. (orig.)
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Additional details
Publishing Information
- Imprint Pagination
- 60 p.
- Report number
- Juel--1304
INIS
- Country of Publication
- Germany
- Country of Input or Organization
- Germany
- INIS RN
- 8279873
- Subject category
- S70: PLASMA PHYSICS AND FUSION TECHNOLOGY;
- Descriptors DEI
- BREEDING BLANKETS; DIAGRAMS; EFFICIENCY; ELECTRIC POWER; ENERGY BALANCE; ENERGY CONVERSION; ENERGY LOSSES; NEUTRON LEAKAGE; PLANNING; POWER; POWER DEMAND; POWER PLANTS; PULSED D-T REACTORS; SPECIFICATIONS; THERMODYNAMIC CYCLES; THERMONUCLEAR REACTOR MATERIAL; TOKAMAK DEVICES; TRITIUM RECOVERY
- Descriptors DEC
- CLOSED PLASMA DEVICES; CONVERSION; D-T REACTORS; PULSED FUSION REACTORS; REACTOR COMPONENTS; THERMONUCLEAR DEVICES; THERMONUCLEAR REACTORS
Optional Information
- Notes
- With figs., tabs. and refs.