EAST快速控制线圈的设计分析与安装

核聚变与等离子体物理 ›› 2014, Vol. 34 ›› Issue (2): 147-151.

EAST快速控制线圈的设计分析与安装

王兆亮, 刘旭峰, 刘常乐, 汪献伟

(中国科学院等离子体物理研究所，合肥 230031)

收稿日期:2013-06-04 修回日期:2013-12-05 出版日期:2014-06-15 发布日期:2014-06-16
作者简介:王兆亮(1984-)，男，山东泗水人，助理研究员，博士，主要从事聚变堆装置的电磁力学分析和工程设计。
基金资助:
　　国家磁约束核聚变能发展研究专项(2013GB102000)；中国科学院等离子体物理研究所基金项目(Y35ETY 1303)

Design, analysis and fabrication of EAST active feedback control coils

WANG Zhao-liang, LIU Xu-feng, LIU Chang-le, WANG Xian-wei

(Institute of Plasma Physics, Chinese Academy of Sciences, Hefei 230031)

Received:2013-06-04 Revised:2013-12-05 Online:2014-06-15 Published:2014-06-16

摘要/Abstract

摘要：

介绍了EAST快速控制线圈的设计参数、电磁水冷分析和安装过程。引线部分受到巨大的垂直于自身方向的震荡力，常规的有机绝缘材料不能满足要求。线圈的绝缘材料采用MgO粉末，并在引线两端增加支撑固定。水冷计算表明，铜导体和水的稳定温度与点到进水口的距离成线性关系；当线圈通电电流为20kA时，为了保证出水口的水温不被加热至100℃，水的最小流速与运行效率的关系为v ≈ 6K。

关键词: EAST装置, 快速控制线圈, 电磁分析, 水冷, 线圈设计安装

Abstract:

　　The design parameter, electromagnetic and water-cooling analysis and fabrication process of EAST active feedback control coils are presented. As the diagonal leaders suffer huge vertical force variation, conventional organic insulating material cannot meet the requirements. Magnesium oxide was used as insulating material and supports were added to both ends of the diagonal leaders. Water-cooling calculations show that the temperature of the copper conductor and water is linearly related to the distance from the point to the water inlet. In order to assure the temperature of outlet water not be heated to boil, the relation of the minimum velocity of water and operation ratio is about v ≈ 6K when the current in the coil is 20kA.

Key words: 　　EAST tokamak, Active feedback control coils, Electromagnetic analysis, Water-cooling, Design and fabrication of coil

中图分类号:

TM551

王兆亮, 刘旭峰, 刘常乐, 汪献伟. EAST快速控制线圈的设计分析与安装[J]. 核聚变与等离子体物理, 2014, 34(2): 147-151.

WANG Zhao-liang, LIU Xu-feng, LIU Chang-le, WANG Xian-wei. Design, analysis and fabrication of EAST active feedback control coils[J]. NUCLEAR FUSION AND PLASMA PHYSICS, 2014, 34(2): 147-151.

[1]	李宁, 徐皓, 杨庆喜, 陈建, 陈仕琳, 陆坤 . 基于 Fluent 的球形托卡马克装置磁体的水冷结构设计 [J]. 核工业西南物理研究院, 2024, 44(3): 282-289.
[2]	陈明, 沈飊, Shinichiro Kado, 陈大龙, 张恒, 郭笔豪, 黄耀, 蔡福瑞, 肖炳甲. EAST等离子体边界可见光成像系统研究[J]. 核工业西南物理研究院, 2024, 44(2): 222-228.
[3]	杨明, 张新军, 李新霞, 吕波, 古敬仁. EAST低杂波加热对同向切向中性束碰撞力矩影响的研究[J]. 核工业西南物理研究院, 2024, 44(1): 92-97.
[4]	王文嘉, 成晓曼, 马学斌, 刘松林. CFETR 水冷包层模块真空室内破口事故安全分析[J]. 核聚变与等离子体物理, 2022, 42(4): 433-439.
[5]	凌启鑫, 马学斌, 刘松林. CFETR水冷包层模块热工水力学分析与优化[J]. 核聚变与等离子体物理, 2022, 42(3): 301-307.
[6]	陈畅, 蒋科成, 王万景, 刘松林. 水冷陶瓷包层第一壁制造偏差对传热与热应力的影响分析[J]. 核聚变与等离子体物理, 2022, 42(3): 314-321.
[7]	许棕, 黎嫘, 张凌, 程云鑫, 陈颖杰, 王守信, 周天富, 刘海庆. EAST装置氦等离子体用于极紫外光谱的绝对强度标定[J]. 核聚变与等离子体物理, 2022, 42(3): 336-341.
[8]	余青江, 吕波, 符佳, 陈俊, 陈东, 李义超, 张洪明, 李颖颖, 王福地, 叶民友. EAST多道运动斯塔克效应诊断光谱分析[J]. 核聚变与等离子体物理, 2022, 42(2): 244-249.
[9]	王云飞, 刘海庆, 揭银先. EAST偏振干涉仪电子密度跳变修正程序的开发[J]. 核聚变与等离子体物理, 2022, 42(1): 84-90.
[10]	王开松, 杨皓, 徐坤 . CFETR 水冷包层电磁结构耦合分析[J]. 核聚变与等离子体物理, 2021, 41(1): 45-50.
[11]	庄清1, 2，明廷凤*1，余耀伟1，刘煜锴1, 2，周凡1, 2，龙飞飞1, 2，杨雷1，李沂隆1, 2，王嵎民1，刘少承1，刘海庆1，李国强1，高翔1, 2. 基于EAST装置量热系统的第一壁热负荷实验研究[J]. 核聚变与等离子体物理, 2020, 40(3): 222-226.
[12]	程云鑫1, 2，张凌*1，吴振伟1，许棕3, 4，杨秀达1, 2，黎嫘1, 2. EAST极紫外空间分辨光谱分析软件的开发[J]. 核聚变与等离子体物理, 2020, 40(3): 262-267.
[13]	李夏1, 2，马学斌3，卢棚3，郑俞1, 2，徐坤1，刘松林*1. CFETR水冷陶瓷增殖剂包层中子学分析[J]. 核聚变与等离子体物理, 2020, 40(3): 275-282.
[14]	高庆然1, 2，王纪超1, 3，王万景*1，王兴立1, 2，耿祥1，陈镇1, 2，李强1 ，谢春意1, 2，罗广南1, 2. 中国聚变工程实验堆水冷包层钢构件流道成形控制研究[J]. 核聚变与等离子体物理, 2020, 40(2): 155-161.
[15]	智玉琴1, 2，黄耀1，符佳*1，陈颖1，王枫1，余青江1, 2，李颖颖1，吴振伟1，万宝年1，吕波1. EAST运动斯塔克效应诊断数据处理中GPU并行化加速算法的研究[J]. 核聚变与等离子体物理, 2020, 40(1): 23-27.