Electromagnetic Modeling of the Passive Stabilization Loop at EAST

A passive stabilization loop (PSL) has been designed and manufactured in order to enhance the control of vertical instability and accommodate the new stage for high-performance plasma at EAST.Eddy currents are induced by vertical displacement events (VDEs) and disrup-tion,which can produce a magnetic field to control the vertical instability of the plasma in a short timescale.A finite element model is created and meshed using ANSYS software.Based on the simulation of plasma VDEs and disruption,the distribution and decay curve of the eddy currents on the PSL are obtained.The largest eddy current is 200kA and the stress is 68MPa at the outer current bridge,which is the weakest point of the PSL because of the eddy currents and the magnetic fields.The analysis results provide the supporting data for the structural design.     

CFETR氦冷陶瓷增殖包层在等离子体主破裂时的电磁结构耦合分析

增殖包层作为中国聚变工程实验堆(China Fusion Engineering Test Reactor,CFETR)的核心部件,承载着能量转换和氚增殖的重要作用。中国科学院等离子体物理研究所在之前增殖包层设计的基础上,又提出了氦冷陶瓷增殖(Helium Cooled Ceramic Breeder,HCCB)包层的概念设计。为评估电磁载荷对HCCB包层结构安全性的影响,借助通用有限元软件ANSYS,研究计算了在等离子体主破裂时包层中产生的感应涡流、洛伦兹力和力矩。通过多物理场耦合分析方法,获取了包层中产生的等效应力和形变位移。结果表明,在等离子体电流指数衰减时,HCCB包层模型上产生的最大等效应力和形变位移满足包层结构设计的要求,同时模拟分析结果也为未来的包层结构优化以及支撑结构设计提供了必要的数据支撑。     

国际热核聚变反应堆馈线系统线圈终端盒冷屏热性能分析及实验研究

线圈终端盒是保证国际热核聚变实验堆装置可靠运行的关键部件之一,为磁体系统与低温车间、电源大厅、数据采集系统和低温控制元件提供4.5K的超低温工作环境。线圈终端盒内设有80K冷屏,以吸收室温环境对其内部工作空间带来的辐射热负荷。本文首先根据传热学原理对线圈终端盒冷屏热性能进行理论分析,确定了冷屏的结构型式,然后再对线圈终端盒冷屏结构建模,利用有限元流固体耦合分析软件FLUENT进行了数值模拟仿真分析,最后以设计分析结果为依据制作1∶1线圈终端盒整体实验系统进行实验验证,并对实验数据和数值模拟结果进行了分析比较,结果非常吻合,为下一轮冷屏结构的设计及大规模生产提供了可靠的依据。     

国际热核聚变实验堆过渡馈线设计与分析

国际热核聚变实验堆（InternationalThermonuclearExperimentalReactor，简称ITER）采用超导馈线系统传输磁体线圈所需电流、冷却液及数据信号等。本文介绍了馈线系统中过渡馈线的设计，并通过有限元法对设计结构进行全面校核和应力分析，为结构的进一步研制提供了理论依据。     

CFETR极向场磁体CICC导体稳定性与交流损耗分析

中国聚变工程实验堆(CFETR)是超导托卡马克装置,其极向场(PF)磁体对控制等离子体位置形状起重要作用。PF系统能否稳定运行主要取决于管内电缆导体(CICC)的稳定性。为确保PF系统稳定运行,应用数值模拟计算程序Gandalf对CFETR PF磁体CICC进行了稳定性分析,给出了机械和电磁扰动下其稳定性裕度、最小失超能量、温度裕度的计算结果以及分流温度随工作电流和磁场强度变化的规律和失超特性。此外,交流损耗为影响导体稳定性的重要因素,对导体交流损耗进行了计算,并研究了其对导体稳定性的影响。分析结果表明CFETR极向场磁体的导体目前的设计能够充分满足安全裕度的要求。     

IC10单晶高温合金激光焊裂纹及显微组织的研究

利用激光焊工艺焊接了IC10单晶高温合金,分析了焊接速度对接头焊缝成形、横截面形貌以及显微组织的影响。结果表明,随着焊接速度的减小,焊缝的表面和背面宽度增大。不同焊接速度下焊缝的横截面均呈典型的"酒杯"状。焊缝主要由细晶区和胞状晶以及柱状晶组成。不同焊接速度下的焊缝中均存在沿晶界扩展的焊接裂纹。接头中晶粒的生长方向趋于一致,从而增大了接头裂纹的敏感性。     

ITER馈线系统虚拟设计

根据ITER馈线系统特点，采用模板剖建零件库，利用分层装配技术进行装配，提高了设计效率。通过有限元分析，及早发现设计问题，提高了馈线设计的合理性。     

线圈终端盒的改进设计与分析

为满足美国GA公司中心螺线管线圈模型CSM低温电性能测试的需要,基于ITER馈线系统的设计,对线圈终端盒壳体进行了修改设计。采用直立圆筒结构代替横卧立方体结构,优化了壳体安装工艺,提高了空间利用率。在此基础上,对线圈终端盒内部其他部件进行了相应的改进设计,最终实现了线圈终端盒的功能。利用大型有限元分析软件ANSYS对线圈终端盒壳体作弹性应力分析、屈曲分析及地震分析,并将屈曲分析结果与理论计算结果进行了对比。计算分析结果表明,直立圆筒结构形式的线圈终端盒设计合理可靠。     

ITER磁体馈线支撑结构的设计与分析

国际热核聚变实验堆ITER(International Thermonuclear Experimental Reactor)是正在进行的一项大型国际合作项目,超导磁体系统是ITER的最重要组成部分。磁体馈线是保证磁体正常工作的供电、冷却的重要通道。根据ITER磁体馈线设计的具体要求,提出了两种馈线支撑方案,采用ANSYS有限元分析软件,对方案进行了静力学分析、稳定性分析、地震分析。结果表明,薄板支撑结构是合理的。     

HT-7U超导托卡马克真空室的结构设计

本文详细描述了 HT- 7U真空室的结构设计 ,并通过有限元程序进行力学分析 ,论证了该结构是安全可靠的