在单一和连续等离子体放电条件下KSTAR PF线圈的运行特性分析

我们使用分析程序SAITOKSCPF研究了KSTAR PF 超导线圈的运行特性.为了控制KSTAR超导托卡马克的运行等离子的外形以便实现受控热核聚变反应,在超导PF线圈内通过高变化率的运行电流.由于电磁感应,在超导线圈、支持结构和低温容器内产生感应电流和损耗.超临界氦流过CICC导体内部保持超导体运行在4.2K的温度.分析表明最大的温度在PF1线圈内部.在这篇论文中,我们对于单一和连续条件下等离子体放电对超导体运行的影响进行了研究.     

EAST边界和芯部杂质谱线的时间延迟研究

边界杂质注入是未来聚变装置ITER用于增强边界辐射,减少第一壁热负荷的一种重要方法。但部分注入的杂质会被输运到芯部,造成主等离子体辐射损失以及约束下降。光谱观测可以获取杂质种类、含量和分布等信息,在理解等离子体中杂质输运方面起着重要作用。在EAST(experimental advanced superconducting tokamak)偏滤器氩气(Ar)注入实验中,利用偏滤器可见光谱和芯部极紫外光谱监测边界的Ar¹⁺离子谱线ArⅡ(401.36 nm)和芯部的Ar¹⁵⁺离子谱线ArⅩⅥ(35.39 nm),并获得两者强度随时间的变化。其中,ArⅡ和ArⅩⅥ的电离能分别为27和918 eV,因此,ArⅡ和ArⅩⅥ分别对应分布于等离子体边界和芯部Ar离子。为了分析二者谱线强度随时间变化的特征,发展了一种基于正则Pearson积矩相关系数的相关分析方法,计算得到两者谱线强度变化的相对延迟时间,以此表征杂质从边界向芯部输运的时间。结果显示,偏滤器注入Ar杂质后,芯部ArⅩⅥ辐射增长滞后于边界ArⅡ辐射的增长,并且在具有较高的低杂波加热功率的放电中...     

CFETR TF线圈盒冷却的初步设计

中国聚变工程实验堆(CFETR)是中国新一代聚变装置,环向场(TF)磁体系统是托卡马克关键部件之一。根据TF线圈冷却要求,给出CFETR TF线圈盒冷却的初步设计。通过开展2D模拟分析TF线圈盒冷却通道数量、质量流量、位置等参数对冷却效果的影响。模拟结果表明,增加冷却通道数量可显著减少导体热流量;而增加质量流量对冷却效果的提高不明显。线圈盒内腿段盖板(AP)组件冷却通道由16条增加至30条后,绕组热流量降低至2.01 W/m,减小了约37%。同时,模拟发现缩短冷却通道与拐角间的距离,可显著提升冷却效果。     

EAST 第一壁水冷结构类型传热能力的比较分析

为了能够更加直接地比较EAST 中第一壁水冷结构的传热能力,给出在未来设计中的选型参考,利用模拟分析的手段对现有的以及正在研制的水冷结构进行了在相同的工况下传热能力的对比分析。通过比较水冷结构中不同材料的温度,得到传热能力的优劣,同时考虑各种材料的许用温度,结合工艺难度及工程造价等因素对各结构进行了整体比较。计算结果显示,就传热能力而言,钨串结构最好,焊接结构次之,螺栓连接结构最差。结合造价及工艺难度等条件可以看出,钨串结构仍是目前最适用于高热负荷区域的结构,W/TZM/C 作为第一壁材料的焊接结构适用于较低热负荷的区域,螺栓连接结构在未来发展中将会逐渐被取代。     

He—HF体系的结构和分析势能函数

利用Ｇｕａｓｓｉａｎ９４程序和ＱＣＩＳＤ／６－３１１＋＋Ｇ方法得到Ｈｅ－ＨＦ和Ｈｅ－ＦＨ两种线性平衡结构,计算出了这两种弱结合分子的结构参数、离解能和二阶力常数。在此基础上,利用多体项展式方法民出Ｈｅ－ＨＦ（Ｘ＾１Σ＾＋）体系的分析势能函数,得到的势能面准确地再现了Ｈｅ－ＨＦ和Ｈｅ－ＦＨ两种线性结构。     

基于声发射监测的综合无损检测技术与飞机疲劳试验定寿

无损检测技术是航空装备安全可靠运行的重要保障和技术支撑,是一项典型的具有低投入、高产出特点的工程应用技术。如何延长空军现役飞机主要机种的安全使用期是一项特别重要和具有重大军事、经济和政治意义的工作。针对空军在役飞机无损检测工作的特点,介绍了基于声发射监、检测的综合无损检测技术在空军某三代飞机定、延寿工作中发挥的重要作用。论文还就当前航空无损检测所面临的一些问题和今后发展方向进行了探讨。     

中国氦冷固态增殖剂试验包层模块系统活化计算分析

基于中国氦冷固态增殖剂试验包层模块(CN HCCB TBM)的最新设计方案和ITER提供的中子学基准模型C-lite,采用国际通用的Monte Carlo粒子输运程序MCNP和欧洲活化程序FISPACT-2007对HCCB TBM及其辅助系统(统称为HCCB TBS)进行了详细的活化计算分析,得到并讨论了各结构部件的放射性、余热和接触剂量率结果。结果表明,停堆时HCCB TBM模块的总放射性和总余热分别为2.348×10¹⁶ Bq和5.826 kW。活化计算结果可以为TBS的安全分析、维护和放射性废物处置等提供数据基础和分析依据。     

偏滤器穿管型结构材料的高温可靠性试验分析

中国聚变工程实验堆(CFETR)偏滤器材料采用穿管型结构,由最外层钨、铜中间层、铬锆铜(CuCrZr)或低活化马氏体钢(CLAM)热沉组成。探究了铜和两种热沉材料高温性能。对铜进行了高温低周疲劳试验,验证了铜夹层在不同工况下的循环寿命。对于CuCrZr和CLAM两种材料,进行了不同工况的应力松弛试验,拟合得到了松弛应力与总应变的关系式,对试验结果进行了对比。     

EAST八对电流引线罐支撑结构的优化设计与分析

随着EAST高温超导电流引线的技术升级,针对电流引线罐内支撑结构重新进行了优化设计,开展了罐内支撑结构的稳定性分析,最后根据分析结果确定了最优设计方案。针对优化设计后的电流引线罐进行测试,表明其支撑结构可以更好地保证电流引线的安全与稳定。     

H8Si8O12和H8Si7TiO12 团簇的几何构型和电子结构的从头算研究

应用ＨＦ、ＭＰ２和杂化的Ｂ３ＬＹＰ方法,使用３－２１Ｇ基组,对Ｈ２Ｓｉ８Ｏ１２和Ｈ８Ｓｉ７ＴｉＯ１２团簇的几何构型,总能进行了计算,并在Ｂ３ＬＹＰ／３－２１Ｇ的水平上对硅原子的核磁共振化学位移进行了研究,得到的几何构型,以及核磁共振化学位移与实验结果进行了比较,发现吻合得很好。计算了Ｈ８Ｓｉ８Ｏ１２和Ｈ８Ｓｉ７ＴｉＯ１２团簇的Ｍｕｌｌｉｋｅｎ布居数的大小。并对Ｓｉ原子被Ｔｉ原子取代前后的Ｈ８ＳｉＯ１２体系的几何构型、Ｍｕｌｌｉｋｅｎ布居数的变化进行了比较和研究。     

EAST真空隔断结构设计与热力耦合分析

介绍了真空隔断的结构设计,并利用ANSYS分析软件建立了真空隔断的三维有限元模型,对其进行热力耦合分析,计算得到了结构在正常和故障状态下的温度分布和热应力。通过对计算结果的分析,验证了真空隔断结构设计的合理性,为其进一步的优化奠定基础。     

HL-2M极向场线圈电磁力的计算分析

在建的HL-2M装置的PF线圈采用了混合式结构。在放电过程中,线圈之间有很强的电磁耦合,每一个线圈都会受到很大电磁力的作用。采用解析法,在最大I_p=3MA等离子体电流和各种位形的放电条件下,计算分析了PF线圈受到的电磁力。这些计算结果对PF线圈及其支撑结构的设计都是具有参考价值的。     

CFETR 25kW 4.5K氦制冷机RAMI初步分析

对25kW/4.5K氦制冷机进行了可靠性、可用性、可维修性和可监测性(RAMI)分析,建立了其可靠性框图,计算并评估了系统的可靠性和可用性。同时,通过故障、影响和危害分析指出了氦制冷机的故障模式,并提出了缓解和维护措施。     

CFETR极向场磁体馈线系统线圈终端盒初步设计与分析

介绍了中国聚变工程实验堆(CFETR)极向场线圈馈线系统终端盒(CTB)设计,CTB由外盒体、80K内冷屏、电流引线及超导母线、内部管路系统、阀门系统等子部件组成.利用ANSYS有限元软件,在运行工况和地震工况下对CTB外盒体及内冷屏进行结构强度校核、结构热分析和地震响应分析,得到CTB外盒体的位移、应力分布云图和在地...     

基于垂直磁场压缩的EAST等离子体初步研究

基于等离子体参数随大半径/小半径变化的规律,分析了电流平顶段垂直磁场与相关等离子体参数的关系。垂直磁场的非线性部分用于分析非感应电流驱动效应,包括自举电流效应。此外,对于给定的等离子体电流,推导了平顶段垂直磁场与线平均密度之间的关系,并进一步研究压缩后的等离子体。基于EAST第41195次放电的数据分析表明,垂直磁场强度的增大可以使得等离子体温度、密度、β_p和自举电流份额获得提升,为等离子体参数高参数,特别是β_p提供了一种可能性参考。     

中国固态增殖剂试验包层系统的氦气冷却系统仿真计算

根据中国固态增殖剂试验包层氦气冷却系统的系统设计和布置情况,利用大型一维流体仿真软件 Flowmaster 建立了氦气冷却系统的仿真模型。利用该仿真模型,模拟了氦冷系统在产氚包层系统不同工况下氦气流动情况以及各种参数的分布情况,得到了热等待工况、热备用工况、正常运行工况和除氚工况下系统的主要工艺点的温度、压力和流速分布等相关参数,为系统的设计和设备选型提供参考。同时,该仿真模型和结果对中国聚变工程实验堆氦冷系统的仿真模拟具有一定的参考意义。     

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介绍了EAST快速控制线圈的设计参数、电磁水冷分析和安装过程。引线部分受到巨大的垂直于自身方向的震荡力,常规的有机绝缘材料不能满足要求。线圈的绝缘材料采用MgO粉末,并在引线两端增加支撑固定。水冷计算表明,铜导体和水的稳定温度与点到进水口的距离成线性关系;当线圈通电电流为20kA时,为了保证出水口的水温不被加热至100℃,水的最小流速与运行效率的关系为v≈6K。     

EAST超导托卡马克冷屏结构与受力分析

EAST是一个全超导磁体系统的托卡马克实验装置,超导纵场和极向场磁体工作在4K温区下。在磁 体和其它发热部件之间布置有冷屏系统,以减少作用到所有低温冷质部件上的热载,将其保持在最低水平。该系 统包括真空室冷屏(内冷屏)和外真空杜瓦冷屏(外冷屏)两部分。在分析了冷屏低温运行时所受热应力以及等离 子体破裂时所受电磁载荷的基础上,运用大型有限元分析程序NASTRAN,对其不同载荷状况进行了数值计算,为其 结构设计与优化提供了理论依据。