為保證EAST裝置運行安全,滿足開展更高參數(shù)下的等離子體物理實驗需求,擬搭建一個能對EAST裝置主機運行進行實時監(jiān)控、風(fēng)險評估及處理的系統(tǒng)平臺。鑒于商業(yè)有限元法尚難以實現(xiàn)主機關(guān)鍵部件在運行中受載的實時分析計算,因此本論文針對EAST磁體系統(tǒng)、真空室和第一壁部件的電磁載荷、磁體交流損耗等重要安全參數(shù)的實時分析算法進行研究,用于構(gòu)建EAST裝置實時監(jiān)控與反饋平臺。本文首先針對EAST超導(dǎo)磁體在復(fù)雜磁場環(huán)境下的電磁受力和交流損耗開展實時評估算法研究。介紹了通用的交流損耗分析理論,引入了系統(tǒng)矩陣法用于交流損耗關(guān)鍵參數(shù)磁場B的求解。建立了單位電流下EAST PF線圈中心處磁場系統(tǒng)矩陣,則只需給定電流,通過系統(tǒng)矩陣的線性疊加可快速得到作用在各線圈上的磁感應(yīng)強度。計算了幾種典型等離子體放電炮號下各PF線圈的交流損耗,驗證了該方法可以方便有效應(yīng)用于EAST磁體系統(tǒng)交流損耗快速評估中。同時將系統(tǒng)矩陣法應(yīng)用于EAST磁體電磁受力實時評估計算中,同樣建立了磁體電磁受力系統(tǒng)矩陣并分析了典型炮號下磁體線圈的結(jié)構(gòu)受力。完成了 EAST磁體系統(tǒng)安全運行實時評估算法的研究。其次,開展了 EAST真空室在復(fù)雜電磁環(huán)境下... 

【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

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【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１．１仿星器原理

?第１章緒論???外極向場線＾管??等離子體＾＾?ｗ?＾喊等離子體磁力線??圖１．１仿星器原理?圖１．?２托卡馬克原理??自１９６８年前蘇聯(lián)的環(huán)形磁約束裝置Ｔ－３托卡馬克上取得了突破性的進展后，??托卡馬克成為各國可控磁約束聚變研宄主流實驗裝置，之后各國相繼建成了近百??個托卡馬克裝置。美國的?ＴＦＴＲ（ＴｏｋａｍａｋＦｕｓｉｏｎＴｅｓｔＲｅａｃｔｏｒ）［１４１５］、日本的?ＪＴ－６０??（Ｊａｐａｎｅｓｅ?Ｌａｒｇｅ?Ｔｏｋａｍａｋ）丨?１６’１７】和歐盟的?ＪＥＴ（ＪｏｉｎｔＥｕｒｏｐｅａｎ?Ｔｏｒｕｓ）［１８，ｌ９］三個大型托??卡馬克裝置為磁約束核聚變研宄做出了許多突破性成果。隨著研宄的深入，引入??了超導(dǎo)技術(shù)制造托卡馬克磁體線圈解決原有常規(guī)磁體產(chǎn)熱過大，短脈沖運行等問??題，進一步實現(xiàn)未來聚變電站高溫等離子體持續(xù)穩(wěn)態(tài)運行。各國開啟了超導(dǎo)托卡??馬克的建設(shè)，１９８０年，蘇聯(lián)庫爾恰托夫研究所建成了世界上第一臺超導(dǎo)托卡馬??克裝置Ｔ－７，隨后，法國的Ｔｏｒｅ－ｓｕｐｒａｌ２Ｑ，２１１、日本的ＪＴ－６０ＳＡ〖２２；Ｂ］、韓國的ＫＳＴＡＲ??（Ｋｏｒｅａ?ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ?Ｔｏｋａｍａｋ?Ａｄｖａｎｃｅｄ?Ｒｅｓｅａｒｃｈ）［２４’２５］、俄羅斯的?Ｔ－１５［２６］與中??國的?ＥＡＳＴ?（Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ?Ａｄｖａｎｃｅｄ?Ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ?Ｔｏｋａｍａｋ）相繼建成或在建。??其中韓國的ＫＳＴＡＲ和中國的ＥＡＳＴ為全超導(dǎo)托卡馬克核聚變裝置。??＿＿??ＪＴ－６０ＳＡ?ＫＳＴＡＲ??圖１．?３?ＴＦＴＲ、ＪＥＴ、ＪＴ－６０ＳＡ和ＫＳＴＡＲ托卡馬克裝置圖??而就在各國紛

?第１章緒論???“國際熱核聚變實驗堆（ＩＴＥＲ）?’’合作計劃，隨后的１６年內(nèi)，共斥資十五億美元??完成了?ＩＴＥＲ合作項目的工程設(shè)計。經(jīng)多方談判，由歐盟、中國、韓國、俄羅斯、??日本、印度和美國正式參與實施ＩＴＥＲ計劃并于２００７年１０月２４日正式成立??ＩＴＥＲ國際聚變能組織。ＩＴＥＲ裝置設(shè)計如圖］．４所示，以建成自持燃燒的超導(dǎo)磁??約束托卡馬克聚變實驗堆為主要科學(xué)目標(biāo)，設(shè)計功率達(dá)５００ＭＷ。ＩＴＥＲ計劃的實??施標(biāo)志著國際可控核聚變研究的進步，為未來聚變核電站建成打下堅實和必要的??科學(xué)技術(shù)基礎(chǔ)［２７＃］。??１瞻??圖１．?４?ＩＴＥＲ托卡馬克聚變實驗堆??１．２．２?ＥＡＳＴ與中國核聚變研究??國內(nèi)的受控核聚變研宄開始于上個世紀(jì)６０年代，并于７０年代開始逐步建造??了一批托卡馬克實驗裝置并進行了大量的物理實驗，如核工業(yè)西南物理研宄院研??制的ＨＬ－１、ＨＬ－１Ｍ系列，中科院等離子體物理研究所ＨＴ系列等［２９＿３２】。ＥＡＳＴ全??超導(dǎo)托卡馬克裝置是中國科學(xué)院等離子體物理研究所在ＨＴ－７裝置的基礎(chǔ)上自主??設(shè)計并制造的，是由國家發(fā)展計劃委員會正式批準(zhǔn)建設(shè)的國家“九五’’重大科學(xué)工??程。如圖１．５所示，ＥＡＳＴ裝置旨在建立一個非圓截面大型全超導(dǎo)托卡馬克裝置??及實驗系統(tǒng)，探索超導(dǎo)托卡馬克穩(wěn)態(tài)運行技術(shù)，進行先進托卡馬克聚變反應(yīng)堆基??礎(chǔ)物理問題的實驗研宄，為我國未來聚變反應(yīng)堆的建立提供工程實驗基礎(chǔ)，進而??也為核聚變能的有效和平利用做出貢獻［３３，３４］。??４??

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
[1]CFETR極向場超導(dǎo)磁體導(dǎo)體穩(wěn)定性分析與研究[D]. 何欣.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2016
[2]基于Fluet的ITER外真空杜瓦的傳熱分析研究[D]. 陳培譞.合肥工業(yè)大學(xué) 2012
[3]EAST超導(dǎo)托卡馬克面對等離子體部件安裝精度控制研究[D]. 徐厚昌.合肥工業(yè)大學(xué) 2007



本文編號：3510741