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鉴于EAST ICRF天线真空密封性和基于实验移动的要求,可移动支撑被设计用来支撑ICRF天线前部重量。通过理论计算公式对天线支撑结构进行计算,给出了不同截面尺寸、不同移动距离下支撑杆应力和变形情况。用有限元分析方法进行分析,分析结果和理论公式计算结果非常相近,满足设计要求。计算结果为支撑杆优化设计提供理论指导,计算方法为同类装置的支撑结构提供有益的借鉴。     

EAST ICRF天线法拉第屏蔽的电磁分析

法拉第屏蔽是EAST 装置 ICRF天线的一个重要部件。鉴于法拉第屏蔽的结构安全性,通过运用有限元方法和公式对法拉第屏蔽在等离子体破裂和等离子体垂直位移事件两种工况下进行电磁和结构分析,获得了法拉第屏蔽在这两种工况下所受的电磁力、应力分布和变形情况。分析结果满足设计要求,并为法拉第屏蔽的结构安全性评估提供理论依据。     

EAST 四条带ICRF 天线的三维电磁场分析

采用3 维电磁场代码CST MWS 对EAST 4 条带的离子回旋(ICRF)天线性能进行模拟研究,分析了天线的耦合阻抗随频率的变化,计算了电流和波谱的分布,模拟研究了不同电流相位对天线的电压击穿打火和引入杂质的影响。计算结果表明：此EAST 的ICRF 天线耦合阻抗和波谱总体设计合理;但天线局部电场较高,当环向电流条带为(0, 0, 0, 0)相位时E_max 为3.61MV•m⁻¹ 超出击穿阈值,经过结构尺寸的优化后E_max 低于阈值。同时表明天线运行时限制器处有较高的RF 电势,当电流相位为(0, π, π, 0)时法拉第屏前10mm 处的RF 电势是(0, 0, π, π)相位时的1/3。     

MM—2U磁镜上ICRF系统中的天线参数测量及系统匹配

一、引言 目前用射频波对等离子体进行加热和稳定是受控核聚变研究中的重要课题之一。ICRF系统中的射频源技术已经比较成熟,现正向更大功率的方向发展。但是,用于等离子体实验研究的ICRF系统还有不少特殊问题需要解决。ICRF系统中传输、匹配、耦合所涉及到的物理和工程问题是相当复杂的,特别是作为ICRF系统负载的等离子体具有变参数,低阻抗的特性,这就更增加了工程设计和调试的难度,有许多问题有待于进一步深入研究解决。本文将从工程角度上,叙述ICRF系统中的设计和调试问题。     

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利用TORAY程序对电子回旋波的传播轨迹、功率沉积和电流驱动等参数与波束发射位置、发射角度的相互关系进行了数值模拟计算,给出了天线的最佳发射位置和天线平面反射镜在极向和环向转动角度的调节范围,分析了不同入射角对微波功率沉积及驱动电流的影响。     

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结合EAST超导托卡马克的物理运行参数,计算给出了装置在等离子体突然破裂时ICRF加热天线上感应电流和电磁力解析式及其随时间变化的曲线图,根据曲线图讨论了电磁力的极限情况和对ICRF加热天线结构的影响。     

EAST低杂波天线耦合特性研究

采用数值模拟方法研究了EAST低杂波天线的耦合特性。基于二维线性耦合理论,计算了天线功率反射系数和方向性系数与等离子体参数的关系,分析了无源波导对天线耦合性能的影响,并给出了不同参数下天线的功率谱。结果表明,无源波导使天线的方向性略有下降,但减小了天线的功率反射系数,这有利于天线与等离子体的耦合。     

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为了实现对低杂波系统天线的保护需要测量天线温度,根据天线的特征,选择了K型热电偶作为测量工具,使用快速温度巡检仪采集8路热电偶信号,温度数据由软件远程读取显示;为了克服托卡马克带来的电磁干扰,测量回路使用了光纤通信的方法。结果表明,这种方式能够准确实时地反映出天线温度变化,为日后开展天线热保护工作奠定了基础。     

EAST离子回旋加热天线传输线结构设计

阐述了EAST离子回旋加热天线传输线的结构设计。用有限元的方法对EAST离子回旋加热天线传输线内导体结构进行了分析,获得了内导体的受力情况。根据内导体的受力情况适当加大波纹管厚度和设计内导体支撑,通过ANSYS分析优化确定了波纹管的厚度和内导体布置的位置。此外,还计算了传输线的热损耗、热变形、电压驻波系数和最大功率容量,计算结果进一步验证了传输线结构的可行性。     

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介绍了EAST上ICRF辅助加热系统1.5MW射频信号源中工作频率为25～70MHz的末级功率放大器的研制工作,从最优工作参数、输入回路和输出回路三个主要方面详细分析了该级大功率宽频带射频放大器。经比较,分析结果和测试数据显示了很好的一致性,这为实现ICRF加热系统的可靠运行奠定了基础。     

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介绍了EAST装置新型离子回旋加热(ICRH)天线电流带的设计结构。通过对电流带实际工况的计算得出电流带的工作温度分布,以此来模拟实际工作条件下电流带的热载荷承受能力以及对电流带结构的影响。论证了在实际工况热载荷条件(0.2MW)下,电流带辐射面温度及电流带整体结构强度满足设计要求。     

Theoretical analysis of the EAST 4-strap ion cyclotron range of frequency antenna with variational theory

A variational principle code which can calculate self-consistently currents on the conductors is used to assess the coupling characteristic of the EAST 4-strap ion cyclotron range of frequency(ICRF) antenna. Taking into account two layers of antenna conductors without lateral frame but with slab geometry, the antenna impedances as a function of frequency and the structure of RF field excited inside the plasma in various phasing cases are discussed in this paper.     

EAST装置离子回旋加热天线电流带热结构分析

介绍了EAST装置新型离子回旋加热(ICRH)天线电流带的设计结构。通过对电流带实际工况的计算得出电流带的工作温度分布,以此来模拟实际工作条件下电流带的热载荷承受能力以及对电流带结构的影响。论证了在实际工况热载荷条件(0.2MW)下,电流带辐射面温度及电流带整体结构强度满足设计要求。