HL－1M装置等离子体的平衡和控制

ＨＬ－１Ｍ是ＨＬ－１的改进装置，去掉铜壳后，对极向场线圈和电源都做了必要的修改。此外，还增加了四个快垂直场线圈，并采用可控环流四象限晶闸管交流器供电。对装置调试和运行结果表明．反馈控制系统能很好地维持等离子体平衡。放电一直持续到铁芯变压器的伏秒数用完为止，最长达１０４０ｍｓ。在多数放电的平顶段，等离子体位置都被控制在±４ｍｍ之内．     

HL-1装置等离子体平衡的实验研究

用对称磁探针测量了HL-1装置等离子体环的水平位移和垂直位移,经微机数据处理系统即时给出了位移随时间的变化曲线,并对装置的杂散场情况作了讨论。实验表明,平衡场和杂散垂直场的合成场能保证等离子体平衡在孔栏中心附近的位置。     

HL-2A装置等离子体水平位移控制

介绍了HL-2A装置等离子体水平位移反馈控制系统的硬件组成、控制流程和控制算法，反馈控制的调试过程。在相同参数放电条件下比较了等离子体位移的受控情况。等离子体位移的控制结果较为满意。     

铜壳涡流磁场的实验研究

本文介绍了模拟等离子体电流环电流在HL-1装置铜壳的1/4段上感应的涡流,在等离子体区产生的磁场大小、分布和时间特征的测量结果.涡流产生的垂直场随着等离子体电流环水平位移和电流上升率的增加而增加,而且在空间各点的大小和衰减时间常数都不相同。极向缝隙使涡流产生的垂直场和水平场沿大环方向呈周期性变化,环向缝隙对垂直场没有影响,但是却大大减弱了涡流产生的水平场。     

HL—1装置外垂直场代替内垂直场的改进

利用缝隙系数将钢壳内外各种电流源在壳内产生的磁场分成两部分,一部分按无壳处理,另一部分按无洞无缝的铜壶处理,因而各部分垂直场的解析计算结果与实验值符合很好,并能很好地解释HL-1装置平衡放电长达1S和外加垂直场很小的根本原因。经在装置上关闭内垂直场试验,结果表明,虽然有厚钢壳存在,外垂直场完全可以代替内垂直场。与以前相比,明显地改善了等离子体位置的平衡控制。     

聚变－裂变混合反应堆堆芯等离子体动力学方程组数值求解

用四阶龙格-库塔方法求解聚变-裂变混合反应堆堆芯等离子体动力学方程组,求解过程采用分段步长法,既可保证求解精度又可节省机时,所得出的解的曲线能充分反映堆芯等离子体的燃烧过程。求解过程还引用数值反馈控制方法用以对解曲线的优化和控制。这种数值反馈控制方法可以在工程技术上用来探索堆芯等离子体燃烧过程的控制。     

HT-6A托卡马克平衡系统的实验

本文叙述了HT-6A托卡马克平衡系统及第一期平衡实验结果.讨论了HT-6A上铜壳对平衡的贡献;观察到改变垂直场形态因子n而产生的水平位移及垂直位移不稳定现象;介绍了正常放电时的平衡实验,观察到等离子体位移与MHD扰动是紧密相连的;用沙弗拉诺夫薄壳理论计算了对多大的等离子体电流应施加多大的垂直场,结果与实验完全符合。     

HL-2M 装置运行控制技术初步研究

重点介绍了 HL-2M 装置的运行技术和初步的等离子体控制实验结果,包括等离子体放电方案设计、 线圈电流控制、击穿阶段零场匹配和等离子体电流以及位移的控制。为了降低放电运行风险,HL-2M 装置初始放 电采用了简化的放电方案,通过整定 PID 参数实现了线圈电流控制,在击穿阶段获得了 10V 以上的环电压和较大 范围的零场区域,成功实现等离子体击穿。最后,投入了等离子体电流和水平位移反馈控制算法,成功将等离子 体放电脉宽提升至 200ms 以上,且维持 I_p≥100kA 的时间超过了 100ms,上述结果表明 HL-2M 装置运行控制技术 得到了初步的检验。      

EAST装置放电预测的初步研究

用托卡马克模拟程序对实验前期的放电进行了模拟,获得了期望的等离子体演化过程及主要参数波形,如极向场线圈电流、等离子体电流、等离子体位置等。通过等离子体控制系统将模拟获取的参数波形用于实验,开展了等离子体R位置控制、完全程序场控制及RZIp控制下的放电模拟对实验的预测研究。模拟结果与实验吻合较好,表明放电模拟具有一定的可预测性,为今后EAST装置开展更深入的物理实验提供了一定的参考。     

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用托卡马克模拟程序对实验前期的放电进行了模拟,获得了期望的等离子体演化过程及主要参数波形,如极向场线圈电流、等离子体电流、等离子体位置等。通过等离子体控制系统将模拟获取的参数波形用于实验,开展了等离子体R位置控制、完全程序场控制及RZIp控制下的放电模拟对实验的预测研究。模拟结果与实验吻合较好,表明放电模拟具有一定的可预测性,为今后EAST装置开展更深入的物理实验提供了一定的参考。