钨偏滤器的单元结构设计以及相关实验研究

doi:10.16568/j.0254-6086.201602001

核聚变与等离子体物理 ›› 2016, Vol. 36 ›› Issue (2): 97-103.DOI: 10.16568/j.0254-6086.201602001

• 等离子体物理学 • 下一篇

钨偏滤器的单元结构设计以及相关实验研究

才来中1，蔡立君1，颜建国2，韩乐3，丁锐4，刘翔1，毕勤成2，张镜洋3

(1. 核工业西南物理研究院，成都 610041；2. 西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室，西安 710049； 3. 南京航空航天大学，南京 210016；4. 中国科学院等离子体物理研究所，合肥 230031)

出版日期:2016-06-15 发布日期:2016-06-14
作者简介:才来中(1975-)，男，天津人，博士，研究员，主要从事偏滤器物理以及等离子体与材料相互作用领域研究。
基金资助:
国家磁约束核聚变能发展研究专项(2011GB110001)

Design of tungsten divertor unit and its related experiments

CAI Lai-zhong1, CAI Li-jun1, YAN Jian-guo2, HAN Le3,DING Rui4, LIU Xiang1, BI Qin-cheng2, ZHANG Jing-yang3

(1. Southwestern Institute of Physics, Chengdu 610041; 2. Xi`an Jiaotong University, Xi’an 710049; 3. Nanjing University of Aeronautics and Astronautics, Nanjing 210016; 4. Institute of Plasma Physics, Chinese Academy of Science, Hefei 230031)

Online:2016-06-15 Published:2016-06-14

摘要/Abstract

摘要：

主要针对偏滤器的单元结构进行了设计，重点研究了靶板表面结构的尺寸以及偏滤器靶板和拱顶两种水冷结构的几何参数、流动参数等对偏滤器结构和性能的影响。在此基础上，确定偏滤器单元结构设计和优化的指导原则，并针对偏滤器靶板和拱顶的水冷结构进行了高热负荷的热工水力试验，对偏滤器冷却结构的换热性能进行试验评估。最后，对偏滤器单元在热载荷、电磁载荷和机械载荷共同作用下的结构应力和安全性进行分析。

关键词: 偏滤器, 设计优化, 冷却结构, 结构分析

Abstract:

In study of the unit of the tungsten divertor, the effects of different parameters of the unit such as the size of the tungsten target plate, the cooling structure and the flowing parameters of the cooling water are focused on in this paper. The directions of design and optimization of the divertor unit and its cooling structures for both the divertor target plate and the dome are given. In addition, the validation of the performance of the cooling structures is implemented by experiments under high heat fluxes. Finally, the stress and safety of the divertor units under mechanical loads, high heat loads and electromagnetic loads due to transient events in a tokamak are analyzed and discussed.

Key words: Divertor, Design optimization, Cooling structure, Structure analysis

中图分类号:

TL62+6

才来中1，蔡立君1，颜建国2，韩乐3，丁锐4，刘翔1，毕勤成2，张镜洋3. 钨偏滤器的单元结构设计以及相关实验研究[J]. 核聚变与等离子体物理, 2016, 36(2): 97-103.

CAI Lai-zhong1, CAI Li-jun1, YAN Jian-guo2, HAN Le3,DING Rui4, LIU Xiang1, BI Qin-cheng2, ZHANG Jing-yang3. Design of tungsten divertor unit and its related experiments[J]. NUCLEAR FUSION AND PLASMA PHYSICS, 2016, 36(2): 97-103.

[1]	赵平安, 丁芳, 张青, 余林, 孟令义, 胡振华, 王亮, 余耀伟, 丁锐, 罗广南. EAST上外偏滤器靶板粒子流分布与中性气体压强关系的实验研究[J]. 核工业西南物理研究院, 2025, 45(1): 84-90.
[2]	张西洋, 许铁军, 姚达毛 . CFETR 偏滤器低温泵抽气系统的设计和有效抽速的计算 [J]. 核工业西南物理研究院, 2024, 44(3): 275-281.
[3]	邵利华, 刘泽康, 栗再新, 才来中. Soret 和 Dufour 效应耦合对 HL-2A 偏滤器靶板氘浓度与温度双扩散的影响[J]. 核工业西南物理研究院, 2024, 44(3): 367-372.
[4]	张小强, 鲁碧为, 刘家琴, 孙飞, 吴玉程. 偏滤器部件中W/Cu模块传热的数值模拟分析[J]. 核工业西南物理研究院, 2024, 44(2): 133-140.
[5]	李世敏, 王占辉, 王志斌, 黄波, 罗一鸣, 吴雪科, 付彩龙, 昆仑集成模拟设计组. HL-3先进雪花偏滤器位形的设计与敏感性分析[J]. 核工业西南物理研究院, 2024, 44(2): 236-241.
[6]	刘晋, 周展如, 黄生洪, 叶民友. 偏滤器微纳表面冷却通道的过冷流动沸腾数值模拟[J]. 核工业西南物理研究院, 2023, 43(4): 392-401.
[7]	徐日升, 朱颉, 郭锋, 魏明玉, 羌建兵, 王英敏, 王建豹, 练友运, 封范, 刘翔. Cu/CuCrZr钎焊用Cu-Mn基多元固溶体钎料和接头结构[J]. 核聚变与等离子体物理, 2023, 43(2): 125-131.
[8]	魏明玉, 王建豹, Jitendar Kumar, 羌建兵, 王英敏, 刘天鸷, 封范, 练友运, 刘翔 . 钨/低活化钢钎焊用铁基非晶钎料与接头微结构 [J]. 核聚变与等离子体物理, 2023, 43(2): 132-139.
[9]	胡泊, 黄文玉, 周冰, 王晓宇, 王艳灵, 卢勇, 张龙, 刘宽程 . CFETR氦冷偏滤器回路 LOCA事故放射性释放分析[J]. 核聚变与等离子体物理, 2023, 43(2): 150-155.
[10]	章志涛, 丁芳, 罗宇, 陈夏华, 叶大为, 张青, 胡振华, 罗广南. 基于小波变换的 Stark 展宽算法的优化研究 [J]. 核聚变与等离子体物理, 2023, 43(2): 212-218.
[11]	许婉韵, 王才旺, 罗蓉蓉, 黄超, 李鹏远, 许发勇, 邓华林, 陈辉. CFETR 产氚包层与偏滤器部件在热室内维修与退役流程的概念设计[J]. 核聚变与等离子体物理, 2022, 42(4): 378-382.
[12]	谢飞, 郑玮, 张明, 唐畴尧, 徐鑫, 阳成, 何波, 徐佳宇. 基于 LabVIEW 的实时控制框架在 J-TEXT 上的应用[J]. 核聚变与等离子体物理, 2022, 42(4): 393-398.
[13]	李云峰, 蔡立君, 卢勇, 张龙. HL-2M 偏滤器超汽化结构冷却性能研究[J]. 核聚变与等离子体物理, 2022, 42(4): 410-417.
[14]	苗祥淦, 高金明, 严龙文, 黄治辉, 吴娜, 王威策. HL-2A装置偏滤器靶板热通量的研究[J]. 核聚变与等离子体物理, 2022, 42(3): 347-353.
[15]	李航, 谢海, 李国强, 陈佳乐, 钱金平, 高翔, 黄建军. CFETR混杂模式下的准雪花平衡位形设计[J]. 核聚变与等离子体物理, 2022, 42(3): 361-366.

钨偏滤器的单元结构设计以及相关实验研究

Design of tungsten divertor unit and its related experiments

PDF

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

编辑推荐

Metrics