加速器驅動次臨界系統（ADS，Accelerator Driven Sub-critical System）在處理核廢料和提高核燃料利用率等方面具有非常廣闊的應用前景。本文以ADS注入器超導磁體的研制為背景，以超導磁體的低溫垂直測試為研究主線，對電流引線優(yōu)化、超導磁體降溫過程和失超過程進行了研究。 對ADS超導磁體低溫垂直測試系統而言，直接連接超導磁體與室溫端的電流引線的漏熱在整個系統漏熱中占有非常大的比重，因此優(yōu)化電流引線對減少整個系統的漏熱具有重要意義。采用理論優(yōu)化方法給出電流引線的最優(yōu)幾何參數和沿長度方向的溫度分布，與數值模擬結果吻合良好；模擬分析了材料物性（RRR）對電流引線過載熱穩(wěn)定性的影響；對電流加載和運行電流波動兩種非穩(wěn)態(tài)工況的模擬結果表明在電流引線冷端設計大質量銅質冷沉可以顯著減小非穩(wěn)態(tài)工況條件下冷端溫度波動幅度。 ADS超導磁體從室溫冷卻到4.2K的低溫狀態(tài)預計需要接近一天時間的連續(xù)冷卻才可能實現，為了確定一種安全、高效、經濟的冷卻降溫方案，在超導磁體降溫測試之前對降溫過程進行了數值模擬。模擬結果表明磁體冷卻到7K以后繼續(xù)使用冷氦氣使其降溫非常困難，在磁體降溫的最后階...

【文章頁數】：70 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景
        1.1.1 ADS直線加速器系統介紹
        1.1.2 注入器Ⅰ超導磁體介紹
    1.2 國內外研究現狀及分析
        1.2.1 電流引線國內外研究現狀
        1.2.2 磁體降溫冷卻技術國內外研究現狀
        1.2.3 失超保護技術國內外研究現狀
    1.3 主要研究內容
第2章 ADS超導磁體電流引線優(yōu)化
    2.1 引言
    2.2 電流引線的理論優(yōu)化
    2.3 電流引線的數值模擬
        2.3.1 控制方程
        2.3.2 計算條件
        2.3.3 結果分析
    2.4 本章小結
第3章 ADS超導磁體降溫過程模擬
    3.1 引言
    3.2 控制方程
    3.3 物理模型及簡化
    3.4 計算網格
    3.5 ADS超導磁體材料和冷卻工質的低溫物性
        3.5.1 超導磁體材料的低溫物性
        3.5.2 氦工質的低溫物性
    3.6 ADS超導磁體降溫過程模擬
        3.6.1 磁體降溫流程和約束
        3.6.2 計算條件
        3.6.3 模擬結果及分析
    3.7 ADS超導磁體降溫過程優(yōu)化
        3.7.1 液氦消耗量
        3.7.2 磁體的復溫過程
        3.7.3 優(yōu)化降溫曲線
    3.8 本章小結
第4章 ADS超導磁體降溫及勵磁測試
    4.1 引言
    4.2 ADS超導磁體降溫測試
        4.2.1 ADS超導磁體降溫裝置
        4.2.2 ADS超導磁體降溫測試操作流程
        4.2.3 ADS超導磁體降溫測試結果分析
    4.3 ADS超導磁體勵磁過程對制冷系統的影響
        4.3.1 ADS超導磁體失超模擬
        4.3.2 ADS超導磁體勵磁測試結果
    4.4 本章小結
結論
參考文獻
致謝



本文編號：3816951