ITER10kA电流引线高温超导段研究

国际热核实验反应堆(ITER)高温超导电流引线（HTSCL）的特点是不仅电流容量大,且安全性要求非常高,高温超导段是HTSCL的关键部件。本文论述了ITER10kA电流引线高温超导叠和超导组件的真空钎焊工艺,分析了高温超导段漏热,并对高温超导段漏热和电流引线在10kA下的安全性参数进行了测试。结果表明,电流引线不仅漏热小,且安全裕度大,满足ITER设计要求。     

ITER 10 kA高温超导电流引线试验件设计与测试

本文介绍了10 kA电流引线试验件的设计优化,主要描述了针对ITER所用与要求而设计的10 kA电流引线的设计结构与加工,电子束焊接首次应用于电流引线的焊接工艺。说明了此电流引线试验件的测试性能;对目前的工艺与测试结果提出并讨论了可能的改进方案。     

ITER数据归档系统的应用

国际热核实验堆(International Thermonuclear Experimental Reactor,ITER)是世界上最大的超导托卡马克装置,其中央控制系统CODAC(Control,Data Access and Communication)为ITER装置及其各个子系统提供了丰富的控制系统设计与开发工具。ITER极向场整流器系统作为其子系统之一在运行的过程中会产生大量的实验数据,大量数据的高速采集给数据的存储造成很大的困难,其控制系统需要及时地将采集到的数据进行有效的存储,并提供相应数据的查看方式。本文采用CODAC提供的数据归档系统对极向场控制系统数据进行有效的管理。在充分了解该数据归档系统的基础上,对该数据归档系统的使用和可用性进行了详细的介绍。     

ITER软X射线诊断放大器远程监控系统设计

为便于国际热核聚变实验反应堆(ITER)软X射线诊断放大器的操作和维护,设计了基于CCS系统软件框架和PLC控制系统的软X射线诊断放大器远程监控系统。所设计监控系统可以实现对放大器进行增益控制、自检测、状态监控以及信号反馈等。通过在实验室对放大器的测试,验证了远程监控系统的可行性。     

ITER重力支撑的制造设计、认证测试及关键技术研究

重力支撑（GS）作为国际热核聚变实验堆（ITER）磁体支撑系统的关键部件,不但要承受环向场超导磁体净重以及交变的电磁载荷,同时还需隔离来自杜瓦环的热量以维持环向场超导线圈的热稳定性。本文通过有限元分析和工程测试验证了GS结构设计的可靠性;通过换热分析和真空热交换效率测试验证了热锚连接结构的可靠性;通过全尺寸螺栓77 K疲劳测试验证了螺栓原型件的疲劳性能。在随后的制造过程中,使用液压拉伸器和研制的高精度螺栓伸长量测量装置对所有的螺栓进行了均匀、精确地紧固。真空正压氦检漏的测试结果证明了GS的泄漏率远低于ITER的要求。基于以上工程测试的结果,本文设计的GS的结构是可行的且能运用于ITER装置中。      

具有过热蒸汽循环的紧凑反剪切托卡马克堆

紧凑反剪切托卡马克CREST是一个基于反剪切变β等离子体和水冷铁素体钢部件的有成本竞争力的概念堆。CREST适中的环径比A＝3.4和拉长度k=2.0非常类似于ITER先进模式等离子体的情况。在为确定聚变发展战略的同时提出这样一个基于ITER项目的概念应当是有价值的。实现竞争电成本（COE）是电力业最优先考虑的事情。高β和高热效率是实现竞争电成本（COE）最有效的参数。为了建成一个高效率的发电厂，已采用一个允许产生高的热效率（η＝41％）的过热蒸汽循环。用中性束电流驱动的电流分布控制和高速等离子体旋转致稳理想MHD活性，达到Troyon系数βN=5．5。成本评估已表明，在成本竞争力下CREST能产生约1.16GW(e)的电力。     

基于PXI Express的托卡马克同步数据采集系统设计

随着J-TEXT装置的发展,原有的数据采集系统在稳定性、模块化、采样率等方面已不能满足装置运行的需要,所以需建立一套新的数据采集系统来满足实验需求。本文介绍了基于PXI Express的托卡马克分布式高速同步数据采集系统的设计与实现。系统的采集单元由PXIe机箱NI PXIe-1062Q、PXIe控制器NI PXIe-8133和高速同步数据采集卡NI PXIe-6368组成,兼容ITER CODAC最新标准,具有良好的机械封装性、模块化程度高和高采样率等优点。系统采用同步差分采集方式采集实验数据,并将数据存储于核聚变领域通用的MDSplus数据库中。测试和使用结果表明,系统能在2 MSps采样率下连续稳定工作,可较好地满足装置运行的需要。     

合肥先进光源光束线站辐射安全联锁系统设计

合肥先进光源(HALF)是基于衍射极限储存环的第四代同步辐射光。同步辐射光通过管道进入光束线站,可能会对人体健康产生危害,为此,需要建立线站辐射安全联锁系统。线站辐射安全联锁系统是确保工作人员人身安全的重要保障。基于EPICS和冗余PLC技术,设计了HALF光束线站辐射安全联锁系统,并完成了系统IOC与OPI等软件的开发。最后在研制的原型样机上,进行了冗余PLC主备CPU的切换时间的测试,验证了冗余PLC的性能,满足设计要求。     

ADS注入器I超导短磁铁研制及测试

加速器驱动次临界系统(Accelerator Driven Sub-critical System,ADS)注入器I超导磁铁经过2012年模型磁铁(300 mm长磁铁)阶段后,因加速器物理设计需要,磁铁机械长度缩短到170 mm,截至到2014年共经过了三种结构类型的超导磁铁的研制。2014年7月在哈尔滨工业大学进行短磁铁的低温垂直测试,磁铁的各项性能指标都满足了设计要求,同时也验证了失超探测和磁场测量设备的可靠性。本文主要介绍170 mm长短磁铁的物理及结构、电流引线、失超保护以及超导磁铁裸磁铁的低温垂直测试情况。目前有两块超导短磁铁,两个超导腔已装入到测试恒温器中,并实现了2.1 K下的低温运行,超导磁铁的运行平稳,电流引线常温端也无结霜现象。     

变负荷电流引线的设计

超导核聚变实验装置(EAST)的极向场超导磁体常常运行在空载、变电流条件下,将这种电流引线设计成过载电流引线可以进一步降低低温系统的热负荷。本文计算了不同材料制作的电流引线在额定电流和过载情况下的漏热、温度分布等参数,在分析计算的基础上给出了制造电流引线时的选材原则以及过载运行的条件。