中國核聚變工程實驗堆CFETR是一個處于概念設(shè)計階段的超導(dǎo)托卡馬克試驗堆。該裝置介于國際熱核聚變實驗堆ITER與未來聚變示范堆DEMO之間,設(shè)計輸出50～200MW的聚變功率,在最大輸出功率下,CFETR的氚消耗速率將達(dá)到每天30克。考慮到自然界有限的氚儲存量以及聚變堆較大的氚消耗量,實現(xiàn)氚自持是CFETR聚變反應(yīng)堆的設(shè)計工作中一個重要問題。通過對氚的基本理化性質(zhì)調(diào)研,以及材料中氚滲透過程的分析,本論文針對平板內(nèi)以及圓形管道內(nèi)氚滲透過程進(jìn)行了推導(dǎo)分析。考慮到CFETR的工程實際設(shè)計中,常見的不規(guī)則結(jié)構(gòu)中氚輸運問題,本論文嘗試引入了有限元方法進(jìn)行氚輸運的數(shù)值模擬,并基于MATLAB開發(fā)出小型的有限元計算程序。選取CFETR固態(tài)水冷包層設(shè)計中,第一壁剖面的單個流道結(jié)構(gòu),開展了使用有限元方法計算不規(guī)則結(jié)構(gòu)中氚輸運的可行性驗證。包層是磁約束核聚變反應(yīng)堆的核心部件之一,也是聚變反應(yīng)中實現(xiàn)氚增殖區(qū)域�；贑FETR的氚自持要求,本論文主要針對CFETR的固態(tài)水冷包層中氚問題的開展了分析工作。通過對包層的設(shè)計分析,本論文建立了一個簡化的水冷包層內(nèi)氚輸運分析模型,并基于MATLAB開發(fā)出包層內(nèi)氚輸運分析模擬程序。對CFETR從啟動到持續(xù)穩(wěn)定運行這一段時間內(nèi),固態(tài)水冷包層內(nèi)氚濃度、氚儲存及氚泄漏行為進(jìn)行了分析�？紤]到該包層在概念設(shè)計階段的不確定性,本文針對部分CFETR固態(tài)水冷包層的參數(shù)進(jìn)行了敏感性分析,包括包層內(nèi)氚源強度、熱工設(shè)計溫度、一回路分支流量分配、結(jié)構(gòu)材料的表面條件等。通過對氚輸運結(jié)果的分析總結(jié),對后續(xù)的CFETR固態(tài)水冷包層的氚輸運優(yōu)化,給出一些參考性的意見與建議。
【學(xué)位單位】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2017
【中圖分類】：TL64

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2825174