当期目录

2022年 第42卷 第1期    刊出日期：2022-03-15

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核聚变工程

HL-2M 装置偏滤器冷却系统设计与分析

蒙建朋, 颉延风, 曹诚志, 李 强, 卢 勇, 查方正

2022, 42(1):  1-7.  DOI: 10.16568/j.0254-6086.202201001

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建立了 HL-2M 装置偏滤器水冷流道的等效三维模型，模拟分析了冷却水系统负载的温度和压降。构建了冷却系统的一维流体模型，分析了冷却系统工程设计的水力参数，并与模拟结果进行了比较，结果符合得较好。 


HL-2M 装置 300MVA 脉冲发电机组电气制动系统研究 

彭建飞, 廖 超, 宣伟民, 王海兵, 李华俊, 卜明南, 徐丽荣, 胡浩天, 石迎天

2022, 42(1):  8-13.  DOI: 10.16568/j.0254-6086.202201002

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为给 HL-2M 装置 300MVA 脉冲发电机组频繁启停和重大故障时快速停机提供保障，发电机组电气
制动系统采取电气制动和机械制动相结合的运行方式。介绍了 300MVA 脉冲机组电气制动的特殊性，对六相脉冲
同步发电机组电气制动进行了理论分析，确定了电气制动的主回路和控制方案。基于经验证的发电机模型，对正
常工况和极端工况下机组电气制动过程进行了动态模拟，确定了主要设计参数，制动励磁电压和制动电阻分别为
40V 和 0.1Ω。 


Fe-B-Si非晶钎焊W/CLF-1接头组织和性能研究

王建豹, 练友运, 封 范, 陈 哲, 刘 翔, 王英敏, 羌建兵

2022, 42(1):  14-19.  DOI: 10.16568/j.0254-6086.202201003

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通过电弧熔炼制备了Fe75B16.67Si8.33非晶合金，通过真空钎焊获得了钨/低活化钢接头。通过对钎焊接头表面形貌、微观组织、成分和力学性能的表征，发现在1250℃保温10min下所获得的钎焊接头界面无孔洞、裂纹等宏观缺陷，接头组织中生成了Fe固溶体、Fe₃B和FeWB金属间化合物，拉伸强度高达450MPa。

脉冲条件下ITER HCCB TBS动态氚输运分析

李茹烟, 王晓宇, 张 龙, 王 俊

2022, 42(1):  20-27.  DOI: 10.16568/j.0254-6086.202201004

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在ITER脉冲运行条件下对中国氦冷固态增殖剂实验包层系统(HCCB TBS)动态氚输运进行了分析，利用Modelica语言开发了一套动态氚分析程序。对比了在脉冲运行工况及连续运行工况下TBS流体中的氚浓度和分压的动态变化、固体材料中氚盘存量的动态变化以及氚渗透通量的动态变化。脉冲运行下TBS系统氚变化趋势与物理分析结果相符。

管道连接装配型ITER增强热负荷第一壁的热工水力分析 

吴 晶, 谌继明, 王平怀, 王正裕, 康伟山, 高 翚

2022, 42(1):  28-34.  DOI: 10.16568/j.0254-6086.202201005

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对管道连接装配型ITER增强热负荷第一壁(EHF FW)的标准手指对、边缘手指对及中心梁(CB)开展了热工水力分析。分析结果显示流速分布合理，低于1m·s^-1或高于10m·s^-1的区域非常小；手指对间的流量分配较合理；整个第一壁的压降为0.351MPa，小于0.4MPa的限定值；在8个循环周期内CB最高温度为409.21℃，低于450℃的允许值；而边缘手指铠甲上尖角区域最高温度为846.54℃，需高热负荷实验来验证其安全性。

未来聚变堆真空室制造过程中曲面拟合算法研究

范小松, 吉海标, 顾永奇, 刘志宏, 吴杰峰, 马建国

2022, 42(1):  35-38.  DOI: 10.16568/j.0254-6086.202201006

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对未来聚变堆(CFETR)真空室制造过程中的制造误差和真空室结构不对称问题，将被测表面网格化，为各测量点引入权重系数，并通过最小二乘法拟合，实现了真空室部件制造误差分配的调整和轮廓精度的改善。




ITER磁体支撑316LN U型支撑夹制造研究

康道安, 李鹏远, 孙振超, 张 腾, 韩石磊, 赵晓光

2022, 42(1):  39-44.  DOI: 10.16568/j.0254-6086.202201007

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通过焊接和“整体环形锻造+线切割”两种制造方案对ITER磁体支撑U型支撑夹(PFCS2 U)的制造进行了研究。在采用TIG焊接方案时，通过对组件进行双面和单面焊接，结合多种辅助工装和热处理，最终可将尺寸控制在要求范围内，77K时焊缝的夏比冲击性能低于100J；在采用“整体环形锻造+狭缝线切割”的制造方案时，U型支撑夹的开口尺寸和狭缝尺寸均满足公差要求，同时保证了U型支撑夹的材料性能的一致性，提高了U型支撑夹的力学性能。“整体环形锻造+狭缝线切割”最终获得ITER国际组织(IO)的认可，并应用到U型支撑夹的批量生产中。

镍过渡层对磁控溅射银自润滑涂层性能的影响

罗蓉蓉, 李鹏远, 张 腾, 但 敏

2022, 42(1):  45-50.  DOI: 10.16568/j.0254-6086.202201008

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研究了镍(Ni)过渡层对镍基合金718基底上沉积的银自润滑涂层性能的影响。实验结果显示，具有过渡层的银涂层晶粒尺寸变小，晶格参数和晶格应变无明显变化，涂层表面更加致密，缺陷减少。在77~300K热冲击50次后，涂层表面无裂纹、剥落等现象，具有良好的抗热震性能。在常温大气、常温真空和-100°C真空三种下，对涂层的摩擦磨损试验的结果表明，过渡层增加了基底与涂层之间的结合性能，改善了银自润滑涂层的摩擦磨损性能，磨损主要以粘着磨损为主。

CFETR极向场磁体馈线系统线圈终端盒初步设计与分析

魏辉翔, 李仁杰, 李 成, 徐 壮, 王文善

2022, 42(1):  51-55.  DOI: 10.16568/j.0254-6086.202201009

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介绍了中国聚变工程实验堆(CFETR)极向场线圈馈线系统终端盒(CTB)设计，CTB由外盒体、80K内冷屏、电流引线及超母线、内部管路系统、阀门系统等子部件组成。利用ANSYS有限元软件，在运行工况和地震工况下对CTB外导盒体及内冷屏进行结构强度校核、结构热分析和地震响应分析，得到CTB外盒体的位移、应力分布云图和在地震载荷下的峰值响应。结果表明，CTB外盒体的最大变形量和最大应力均保持在允许的范围内，满足抗震要求。

ITER偏滤器朗缪尔探针测控系统初步设计

陈 翔, 赵 丽, 魏凌峰, 王雅丽, 蒋富强, 赵 伟, 聂 林

2022, 42(1):  56-62.  DOI: 10.16568/j.0254-6086.202201010

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根据ITER诊断测控需求和控制、数据访问和通信(CODAC)设计规范，偏滤器朗缪尔探针系统使用企业建模工具(EA平台)进行仪器和控制建模设计。参照中央控制系统自动化运行和控制流程，完成了探针测控系统在等离子放电模式下运行流程的逻辑分层，具备数据采集、探针驱动电源管理、机柜健康监测、EPICS通讯等基本功能，实现了系统软硬件架构和与CODAC集成的初步设计。

等离子体物理

HL-2M等离子体对共振磁扰动线圈电流相位响应的模拟

陈海涛, 郝广周, 刘钺强, 周利娜, 陈 谦, 段旭如

2022, 42(1):  63-70.  DOI: 10.16568/j.0254-6086.202201011

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在HL-2M托卡马克平衡位形(Ip=1.0MA，β_N=1.62，q₉₅=4.01)下，使用环形单流体程序MARS-F研究了等离子体对共振磁扰动(RMP)线圈电流相位差的响应。在最优相位差时，扰动磁场显著地改变边界层磁场的拓扑，形成明显的磁岛链，增加了等离子体在边界层的输运，降低了压强梯度，减小了对ELM的驱动。模拟结果显示，扰动场环向模数为n=1时，最优的相位差约为180°；n=2时，最优的相位差约为150°；n=4时，最优的相位差约-30°。

LEAD螺旋波射频等离子体电子能量分布函数的测量

朱宇轩, 聂 林, 许 敏, 刘 灏, 王华杰, 陈逸航, 王晨宇, 柯 锐, 王占辉, 胡世林, 李兵利, 龚少博, 袁金榜, 严一帆, 龙 婷, 余 羿, 吴 婷

2022, 42(1):  71-76.  DOI: 10.16568/j.0254-6086.202201012

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通过电压扫描探针测量了LEAD装置螺旋波射频等离子体伏安特性曲线和电子能量分布函数，并对等离子体基本参数剖面如电子温度、密度、等离子体电位和鞘电位降系数等进行了计算。实验发现在LEAD装置半径5cm以内的位置电子能量分布函数都遵循麦克斯韦分布。而在半径7cm附近，即与射频源线圈处于相同径向位置，电子能量呈现出典型的双麦克斯韦分布特征，这将导致传统探针基于麦克斯韦分布假设的诊断结果需要修正。

模拟朗缪尔探针伏安特性的非线性电子负载的设计与样机研制

王雅丽, 赵 伟, 聂 林

2022, 42(1):  77-83.  DOI: 10.16568/j.0254-6086.202201013

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研发了一套模拟朗缪尔探针伏安特性的非线性电子负载，由载波相移正弦脉宽调制(CPS-SPWM)技术的级联型H桥变流器与双向DC/DC变换器两部分组成。通过对电子负载设计方案开展建模仿真验证及样机初步测试表明，该系统基本达到了预期要求，可用于探针电源相关参数的测试及探针后端电子学系统的联合调试。

EAST偏振干涉仪电子密度跳变修正程序的开发

王云飞, 刘海庆, 揭银先

2022, 42(1):  84-90.  DOI: 10.16568/j.0254-6086.202201014

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分析了EAST装置偏振干涉仪系统进行电子密度测量时存在的密度跳变信号，开发了密度跳变信号修正程序。结果表明，通过该程序跳变的电子密度数据可以得到有效的修正。

CFETR包层等效电阻率对等离子体垂直位移增长率的影响

陈 东, 叶民友, 毛世峰, 陈树亮, 李 航, 黄泰豪

2022, 42(1):  91-96.  DOI: 10.16568/j.0254-6086.202201015

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基于CFETR工程设计，使用TOKSYS建立了CFETR极向场线圈、真空室壁和包层结构的等效二维模型。在三种平衡的等离子体位形下，分析了包层结构整体等效电阻率和极向不同位置的等效电阻率对等离子体垂直位移增长率的影响。结果表明，垂直位移增长率随着包层整体等效电阻率的增加近似线性增大；降低极向±60°附近的等效电阻率，能减小垂直位移增长率。