實(shí)驗(yàn)包層模塊(TBM, Test Blanket Module)是國際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆計(jì)劃(ITER,International Thermonuclear Experimental Reactor)驗(yàn)證發(fā)展未來可行性商用聚變堆(DEMO)的重要組成部分，其主要目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)氚自持、高熱量的提取以及相關(guān)程序和設(shè)計(jì)工具等的測試驗(yàn)證。由于ITER中等離子是被約束在強(qiáng)磁場壞境中，如若出現(xiàn)事故，等離子失去控制導(dǎo)致破裂，巨大的瞬變磁場在TBM內(nèi)產(chǎn)生的電磁載荷將對ITER的安全運(yùn)行帶來隱患。因此，對在等離子破裂下TBM設(shè)計(jì)的合理性進(jìn)行電磁安全分析是至關(guān)重要的。 本文針對中國固態(tài)實(shí)驗(yàn)包層，在等離子主破裂(MD, Major Disruption)工況下展開了電磁安全領(lǐng)域的仿真研究：首先歸納了中國氦冷固態(tài)陶瓷實(shí)驗(yàn)包層模塊(HCCB TBM, Helium Cooled Ceramic Breeder TBM)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與發(fā)展，以及等離子體的兩種主破裂事故，為后文的分析奠定基礎(chǔ)。接著利用ANSYS有限元分析軟件對ITER的各類電磁線圈所組成的電磁環(huán)境以及中國HCCB TBM進(jìn)行了有限元三維建模，并以等離子體電...

【文章頁數(shù)】：90 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 引言
        1.1.1 核聚變的發(fā)現(xiàn)與前景
        1.1.2 核聚變反應(yīng)條件
        1.1.3 托卡馬克裝置
    1.2 課題背景及意義
        1.2.1 ITER 計(jì)劃及其主要構(gòu)件
        1.2.2 中國參與 ITER 的意義
        1.2.3 實(shí)驗(yàn)包層模塊的重要性
        1.2.4 ITER 實(shí)驗(yàn)包層模塊計(jì)劃和技術(shù)方案
        1.2.5 中國固態(tài)增殖劑實(shí)驗(yàn)包層模塊
    1.3 實(shí)驗(yàn)包層的電磁安全研究
        1.3.1 電磁安全簡介
        1.3.2 國內(nèi)外瞬態(tài)電磁安全研究
    1.4 本文所做工作與意義
第二章 有限元電磁分析理論
    2.1 基本電磁學(xué)理論
        2.1.1 麥克斯韋方程組積分與微分的一般形式
        2.1.2 本構(gòu)關(guān)系
        2.1.3 電磁場的偏微分方程
        2.1.4 三種典型的電磁場方程
        2.1.5 媒介間的邊界條件
    2.2 有限元方法簡介
        2.2.1 有限元方法的基本思想
        2.2.2 兩種典型的有限元求解方法
        2.2.3 有限元方法的特點(diǎn)
    2.3 電磁場有限元法的求解思路
    2.4 ANSYS 軟件簡介
        2.4.1 ANSYS 軟件的特點(diǎn)
        2.4.2 ANSYS 軟件的電磁分析介紹
        2.4.3 APDL 語言簡介
    2.5 本章小結(jié)
第三章 瞬態(tài)電磁分析
    3.1 引言
    3.2 兩種等離子大破裂及其對 TBM 的影響
        3.2.1 等離子體大破裂描述
        3.2.2 TBM 上的電磁載荷
    3.3 假設(shè)條件與邊界條件
        3.3.1 假設(shè)條件
        3.3.2 邊界條件
    3.4 建立初步分析的有限元模型
        3.4.1 空氣單元厚度對模型的影響
        3.4.2 等離子位形大小對模型的影響
    3.5 建立完整瞬態(tài)電磁分析的有限元模型
    3.6 載荷加載
    3.7 結(jié)果分析
        3.7.1 感生渦流
        3.7.2 洛倫茲力及扭矩
    3.8 本章小結(jié)
第四章 結(jié)構(gòu)耦合分析
    4.1 ANSYS 耦合分析簡介
        4.1.1 引言
        4.1.2 ANSYS 耦合分析方法及選擇比較
    4.2 電磁結(jié)構(gòu)耦合分析基礎(chǔ)
    4.3 電磁結(jié)構(gòu)耦合過程
    4.4 電磁結(jié)構(gòu)耦合分析結(jié)果
    4.5 支撐套管尺寸對耦合分析結(jié)果的影響
    4.6 本章小結(jié)
第五章 熱耦合分析
    5.1 電磁熱耦合分析基礎(chǔ)
    5.2 電磁熱耦合過程
    5.3 電磁熱耦合分析結(jié)果
    5.4 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 不足與展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻碩期間取得的研究成果
附錄 A
附錄 B



本文編號：3858634