【摘要】：托卡馬克裝置運行中常會出現(xiàn)等離子體破裂現(xiàn)象,等離子體破裂過程中釋放的巨大電磁能量會對裝置真空室造成極大危害。J-TEXT實驗室針對等離子體破裂問題提出了一種新的基于電磁能量轉移的破裂危害緩解方法,該方法可將破裂階段耗散在真空室內(nèi)的部分電磁能量耦合出裝置,通過減少破裂階段耗散在真空室內(nèi)的總電磁能量來達到緩解破裂危害的效果。直接在J-TEXT托卡馬克裝置上針對該方法進行改造并開展實驗有一定風險和難度,因此需要先建立一個模擬實驗平臺開展相關驗證工作,為在J-TEXT裝置上開展破裂電磁能量轉移實驗研究做好預研。本文針對這一需求設計并搭建了一個可用于模擬J-TEXT裝置等離子體破裂及電磁能量轉移過程的模擬平臺,通過在模擬平臺上開展電磁能量轉移實驗對電磁能量轉移方法進行模擬實驗研究。本文通過對J-TEXT裝置的破裂電磁能量耗散過程及破裂電磁能量轉移的原理進行深入研究,構建了模擬平臺模擬等離子體破裂及電磁能量轉移過程的等效電路模型,并從原理上證明了模擬平臺與J-TEXT裝置在電磁能量流動上的等效性。在等效電路模型的基礎上完成了模擬平臺方案設計,并利用MAXWELL電磁分析軟件和Simulink電路仿真軟件對模擬平臺進行仿真分析,確定平臺各部分參數(shù)選取的合理性。根據(jù)設計內(nèi)容搭建了破裂電磁能量轉移模擬平臺,通過開展初步電磁能量轉移實驗驗證了模擬平臺設計的合理性及電磁能量轉移方法的可行性。為進一步研究該方法所能起到的破裂緩解效果,本文分析研究了能量轉移線圈安裝位置、回路電阻大小及線圈匝數(shù)對能量轉移效率的影響。實驗結果表明,能量轉移線圈回路電阻越小、安裝位置越靠近等離子體線圈,能量轉移效率越高,而線圈匝數(shù)的影響非常小。模擬平臺上能通過能量轉移線圈導出的最大電磁能量占平臺總儲能的35.72%,能減小破裂階段約42.93%的耗散在等離子體線圈上的電磁能量。模擬平臺實驗結果從原理上驗證了電磁能量轉移方法的可行性,并為將在J-TEXT裝置上開展的電磁能量轉移實驗研究提供了參考。
【學位授予單位】：華中科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TL631.24

【參考文獻】

相關期刊論文 前8條

1 莊會東;張曉東;;高壓氣體注入緩解等離子體破裂實驗研究[J];原子能科學技術;2013年09期

2 趙維平;;可控核聚變技術——未來能源的希望[J];科技情報開發(fā)與經(jīng)濟;2012年23期

3 方達;竹錦霞;孫偉民;段卓琦;朱俊;陳忠勇;;等離子體破裂時逃逸電流的實驗研究[J];紅河學院學報;2012年02期

4 馮開明;;可控核聚變與國際熱核實驗堆(ITER)計劃[J];中國核電;2009年03期

5 莊革;丁永華;張明;于克訓;張曉卿;王之江;胡希偉;潘垣;;Reconstruction of the TEXT-U Tokamak in China[J];Plasma Science and Technology;2009年04期

6 鄭永真;邱銀;張鵬;楊青魏;黃淵;;托卡馬克等離子體破裂的緩解和預報研究[J];核聚變與等離子體物理;2009年02期

7 邱銀;黃淵;鄭永真;楊青巍;崔正英;季小全;;HL-2A裝置等離子體破裂實時預測系統(tǒng)[J];核聚變與等離子體物理;2009年01期

8 孔憲文,姜軍,朱松;核裂變與核聚變發(fā)電綜述[J];東北電力技術;2002年05期

相關博士學位論文 前4條

1 邱勝順;J-TEXT托卡馬克極向場控制策略及等離子體放電運行控制的研究和實現(xiàn)[D];華中科技大學;2011年

2 丁永華;J-TEXT托卡馬克主機安裝及磁測量系統(tǒng)的建立[D];華中科技大學;2009年

3 高麗;J-TEXT等離子體電子密度診斷系統(tǒng)的建立[D];華中科技大學;2009年

4 張明;J-TEXT托卡馬克裝置脈沖電源系統(tǒng)的實現(xiàn)及運行分析[D];華中科技大學;2008年

相關碩士學位論文 前1條

1 張楊;J-TEXT上逃逸電子和等離子體電流猝滅特征研究[D];華中科技大學;2013年

本文編號：2734453