ITER TBM第一壁制造方法与样件试制

介绍了ITER实验包层模块(TBM)第一壁(FW)的四种加工方式,并且采用其中一种铣槽-电子束焊接-折弯法,用304不锈钢加工了一个FW验证件。对制成的FW样件沿流道切割开,测得弯曲处最小流道面积为弯曲前的85%,弯曲处流道外侧壁厚的减薄较明显,但可以通过机械加工的方法来控制。为了进一步证实这种加工方式的可行性,下一步须使用FW实际使用的低活化铁素体马氏体钢(RAFM)来研究此方法。     

中国氦冷固态增殖剂试验包层模块1×4方案子模块后板结构设计

针对中国氦冷固态增殖剂试验包层模块(CH HCCB TBM),提出了新的1×4结构设计方案,在此基础上对TBM模块的核心部件子模块及其复杂的后板系统进行了详细的结构设计,并对子模块的后板系统进行了初步的结构承压分析。     

聚变堆与聚变堆材料——ITER氦冷固态增殖剂实验包层模块初步设计

ITER将扮演第一次在聚变堆环境下进行包层实验的重要角色。对发展示范聚变堆的一些关键技术，如氚的自持、高等级热负荷的排出、设计标准的确定、安全需求和环境问题等将在ITER实验包层模块（test blanket module，TBM）中进行实验验证。     

中国超导聚变工程实验堆氦冷固态包层中子学设计分析

根据中国聚变工程实验堆(CFETR)设计要求,参考氦冷固态包层实验包层模块(HCCB TBM)的设计经验,完成了CFETR固态包层的中子学设计分析,并评估了中平面位置可开窗口的最大面积。设计分析结果表明,基于增殖单元的固态包层中子学设计方案的氚增殖比(TBR)达到了1.243,满足CFTER氚自持设计要求;中平面可以开出的辅助窗口的最大面积为11.43m2。     

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使用有限元分析方法,初步分析了中国ITER实验包层模块(CHHCSBTBM)在等离子体大破裂时的电磁安全特性。根据CHHCSBTBM设计结构建立了TBM及其子模块的电磁分析模型,模拟了等离子体大破裂情况下的电磁场边界条件,对CHHCSBTBM及其子模块进行了涡流、应力计算,得到了相应的感生涡流和应力分布。根据得到的应力分布,计算出在等离子体大破裂的不同时刻CHHCSBTBM及其子模块受到的电磁扭矩。用计算结果与材料的容许值相比较,确定了TBM设计的电磁安全性。     

具有3×3子模块结构的中国HCSBTBM的三维中子学计算

采用三维中子学程序MCNP及FENDL2．0数据库,对具有3×3子模块结构的中国氦冷固体增殖剂（HCSB）的氚增殖包层模块（TBM）进行了三维中子学计算。计算条件是:壁负载因子是0．78MW／m^2、运行因子是22％。计算得到的TBM氚增殖比（TBR）是 0.907、总氚产生率是0．0175g／d、最大功率密度9．27MW／m^2及总功率沉积0．422MW／m^3。By using three-dimension MCNP code and FENDL2.0 data library, the neutronics calculation for a HCSB （Helium Cooling Solid Breeder） TBM （Test Blanket Module） with 3 × 3 sub-modules has been performed. Under neutron wall loading of 0.78 MW/m^2 and duty factor of 22%, it is given for the tritium breeding ratio （TBR） of 0. 907, total tritium generation rate of 0.0175 g/d, peak power density of 9.27 MW/m^3 and total power deposiit of 0.422MW/m^3.     

An ingenious approach of determining hydrogen isotope solubilities, diffusivities and permeabilities in GWHER-1 stainless steel

In this paper, by using an ingenious method, the hydrogen isotope solubilities and diffusivities in GWHER-1 stainless steel have been determined by a vacuum heating degassing approach at the temperature range of 597-1022 K on a set of specimens with different sizes previously charged for 24 h under a hydrogen isotope pressure of 105 Pa in the temperature range of 800-1000 K. The permeabilities are then derived from the relation Φ = DKs. It is found D = 1.52 ×10^-6exp（-54100/RT）, Ks = 2.2×10^-exp（-5400/RT） and Φ = 3.3 ×10^-12exp（-59500/RT） for hydrogen, where Ks （Sieverts＇ constant） is given in Pa^-1/2, D in m2.s^-1.Pa^-1/2, T in K and R=8.31 J.mol^-1.K^-1. By taking isotope effects into account, the corresponding Arrhenius relations for deuterium and tritium are also deduced.     

固态氚增殖包层中球床堆积性能研究

基于球床堆积实验和离散元数值模拟对包层中球床的堆积性能做了初步研究。圆柱形一元(单尺寸颗粒)球床的堆积性能的结果显示随着球床直径与颗粒直径比的增大,球床的平均堆积因子逐渐增高,实验与模拟结果一致;采用二元颗粒(双尺寸颗粒)、提高颗粒粒度比可以显著提高球床的堆积因子,二元球床的堆积因子随着大颗粒体积分数的增加先增加后减小,在大颗粒体积分数约为60%~80%时达到最大。优化了二元球床的填充工艺,最终二元球床的堆积因子基本达到0.8,但球床的均匀性欠佳。     

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基于中国ITER氦冷固态增殖剂试验包层(CHHCSBTBM)3×3模块化结构设计,借助一维中子输运计算程序ONEDANT和二维中子输运计算程序TWODANT,对ITER实验包层模块(TBM)设计的中子学问题进行计算。计算出产氚增殖比以及不同材料区的功率密度、中子通量分布和产氚增殖率,并对计算结果进行分析比较。