偏滤器钨铜单体水冷模块热特性数值模拟研究

超导托卡马克偏滤器稳态热流密度在10 MW/m~2以上,是核聚变反应堆中的关键部件。目前钨铜水冷结构在超导托卡马克偏滤器中的应用最为广泛。这个结构中,无氧铜管与铬锆铜铜管交界面存在温度最高点。如果长期处在高温状态,该处结构将首先被烧坏,从而导致部件失效,影响反应堆的稳定性和安全性。因此,该点成为关键,研究它的温度变化规律,对超导托卡马克核聚变反应堆设计具有重要意义。本文利用F1uent的VOF多相流模型对偏滤器内部的水冷结构进行了模拟,选取圆管和方管水冷单元,研究不同管道尺寸和不同热流密度条件下关键点的温度变化和流道的阻力特性,获得了较优的冷却管结构,为超导托卡马克偏滤器的设计提供了指导。