中性束注入加熱（Neutral Beam Injection,簡稱NBI）加熱是托卡馬克磁約束核聚變實(shí)驗(yàn)裝置上主要的加熱手段。束偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)是中性束注入器實(shí)現(xiàn)束流中性化的核心設(shè)備,它的性能決定了中性束注入器裝置的安全和工作效率。本課題分析了束偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)束流傳輸特性,開展了束傳輸系統(tǒng)的物理設(shè)計(jì)；應(yīng)用泊松程序、ANSYS等軟件對(duì)相關(guān)設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行了電磁特性、熱力學(xué)性能仿真研究；根據(jù)仿真分析結(jié)果優(yōu)化了束偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)相關(guān)設(shè)計(jì),并對(duì)優(yōu)化后的束偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)開展了相關(guān)實(shí)性能測試和驗(yàn)研究；針對(duì)未來發(fā)展需要，開展電偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)物理設(shè)計(jì)的預(yù)研工作。首先,分析磁偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)束傳輸特性,研究了EAST-NBI偏轉(zhuǎn)磁體水冷結(jié)構(gòu),磁場分布,探究了EAST-NBI偏轉(zhuǎn)磁體工作在穩(wěn)態(tài)情況下可能出現(xiàn)的運(yùn)行安全問題,開展了完善的偏轉(zhuǎn)磁體物理設(shè)計(jì)分析。同時(shí),針對(duì)EAST-NBI偏轉(zhuǎn)磁體不能適應(yīng)NBI穩(wěn)態(tài)運(yùn)行的情況,在不改變?cè)D(zhuǎn)磁體的電磁參數(shù)和幾何結(jié)構(gòu)的前提下,僅對(duì)其水冷結(jié)構(gòu)做了很小的改動(dòng)。經(jīng)理論計(jì)算和實(shí)驗(yàn)測試證明,在現(xiàn)有束能量下,改進(jìn)后的偏轉(zhuǎn)磁體完全能滿足EAST-NBI穩(wěn)態(tài)運(yùn)行的需要。其次,應(yīng)用泊松程序、ANSYS等軟件對(duì)上述物理設(shè)計(jì)所獲得的... 

【文章來源】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：124 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖１．７?ＥＡＳＴ－ＮＢＩ中性束注入器結(jié)構(gòu)示意圖??

ＥＡＳＴ提供輔助加熱，現(xiàn)己順利研制成功并投入使用。兩套系統(tǒng)分別沿正、反切??向注入到托卡馬克內(nèi)的等離子體中。??ＥＡＳＴ中性束注入器結(jié)構(gòu)如圖１．７所示，每臺(tái)中性束注入器包括兩臺(tái)強(qiáng)流??離子源，且兩束流８。４０＇的夾角向會(huì)聚方向傳輸。為了提高裝置運(yùn)行的靈活??性和維護(hù)方便．注入器為兩臺(tái)離子源分別提供獨(dú)立的束流通道：根據(jù)中性束傳??輸?shù)模觽�(gè)基本過程（束的中性化、剰余離子的偏轉(zhuǎn)、束的傳輸），其主真空室??設(shè)計(jì)為Ｓ段圓筒形結(jié)構(gòu)，各內(nèi)部部件分別安裝在其中。第一段真空室主要安裝??中性化室、離子吞食器和后低溫冷凝屏；剰余離子偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)則安裝在注入器真??空室的第二段；真空室第Ｈ段主要涉及束的漂移，形成中性束注入器與托卡馬??克裝置連接所需的梯度分布的真空系統(tǒng)，前低溫冷凝屏和功率測量被安裝在這??里。?Ｉ??巧｜?一。一??Ｎｗｏｉｌ?口行?１?Ｃｎｏｐｕｎ＾ｉ?Ｃ？Ｊｏｎｎ？？ｎ?ＣｏｆｌａｎｊｉｏＭ??Ｔｕｒｔ＞ｏ?ｐｕｎ＾?Ｉｏｎ?Ｄｍｐ＾???ＮＵｇａｒｔｉ??圖１．７?ＥＡＳＴ－ＮＢＩ中性束注入器結(jié)構(gòu)示意圖??

方面可屏蔽ＩＴＥＲ稱散磁場對(duì)中性束注入器的影響：另一方面，可＾文用來防護(hù)Ｉ??ＴＥＲ對(duì)中性束注入器的部分福射。通過Ｗ上的磁屏蔽手段，設(shè)計(jì)者希望中性束??注入器剰余離子偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)區(qū)域的ＩＴＥＲ彌散磁場小于５０ＧＳ，如圖１．?９所示。??…＂＂一，??ｃｏｎ?Ｍａ?ｔ??、皿?Ｉ??ｔ／ＰＰ＃?牐椋停茫簦牐悖錚??＇?Ｉ??＼?ｗｒ？ｗｗｒ?ＣＯ＂??／?—?＼?ｃｏｎ?Ｍｏ?．?２???０〇＂〇ｔｆ?ｕｔＭｉ?ｃｏｎ?／??化．Ｊ?／??圖１．９?ＩＴＥＲ中性束注入器磁屏蔽裝置的結(jié)構(gòu)示意圖??１．７．５穩(wěn)態(tài)中性束注入器的相關(guān)模擬研究??近年來，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和計(jì)算方法的迅猛發(fā)展，科研人員己經(jīng)開始利用??計(jì)算機(jī)對(duì)中性束注入器的一些物理過程進(jìn)行計(jì)算和仿真模擬，用指導(dǎo)工程建??造過程中的設(shè)計(jì)優(yōu)化和問題解決。將計(jì)算機(jī)模擬結(jié)果和實(shí)際測試結(jié)果作對(duì)比，??又能對(duì)計(jì)算和模掛進(jìn)行修正，從而使得計(jì)算機(jī)模擬結(jié)果和實(shí)際實(shí)驗(yàn)結(jié)果更加吻??合，利用模擬結(jié)果更好地指導(dǎo)實(shí)踐。利用計(jì)算機(jī)對(duì)中性束注入器進(jìn)行計(jì)算和模??１６??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]中國新能源發(fā)展研究[D]. 張海龍.吉林大學(xué) 2014
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本文編號(hào)：3031879