摘要：中国聚变工程实验堆(China Fusion Engineering Test Reactor,CFETR)的增殖包层采用多模块的设计方案,即在环向和极向上由多个包层模块组成。当发生等离子体大破裂或垂直位移事件等电磁工况时,增殖包层上感应产生的巨大电磁载荷将共同作用于背板结构上,严重影响增殖系统的结构稳定性。为了研究增殖包层极向分块对背板电磁载荷分布的影响,使用通用有限元软件ANSYS,实现了一个具有36 ms指数电流猝灭的等离子大破裂工况模拟。首先系统评估了采用U型套管方式的氦冷陶瓷增殖(Helium Cooled Ceramic Breeder,HCCB)包层模块上的电磁力和力矩分布。然后详细比较不同极向分块形式对包层扇段电磁载荷分布的影响。研究结果表明:当高场侧包层模块位置和数目不变时,通过增加低场侧包层的极向分块数目,等离子体大破裂工况在低场侧包层上产生的电磁力和力矩均有所减少。对于高场侧包层,当低场侧包层极向分块增加时,径向方向的电磁力有稍微的增加,其他两个方向变化不明显。此外,随着极向分块数目的增加,高/低场侧包层扇段包层的总电磁力均表现出下降的趋势。

摘要：基于单元块的概念设计,对FJ中子屏蔽层进行了空间布局,并提出命名方法。基于真空室扇区与扇区接口确定的虚拟设计空间,将三维模型特征数字化。通过反求设计方法,对FJ中子屏蔽层进行了结构设计。为缩短设计周期,提高设计效率,采用了骨架建模和Instance建模方法。同时,对FJ中子屏蔽层进行了虚拟装配。

摘要：中国聚变工程试验堆(China Fusion Engineering Test Reactor,CFETR)是中国自主设计研发的全超导托卡马克装置,其目的是解决国际热核聚变实验堆(International Thermonuclear Experimental Reactor,ITER)和聚变示范堆(DEMO)之间的物理与工程技术问题。诊断窗口是CFETR装置中一个关键部件,通过其内部安放的诊断系统可实现装置运行参数监测及反馈控制。由于诊断窗口靠近等离子体区域,电磁工况发生时在部件上感应产生的巨大电磁载荷将影响装置的结构稳定性。为了研究不同电磁工况时赤道面中窗口(Equatorial Diagnostic Port Plug,EDPP)上产生的电磁载荷,首先,根据CFETR诊断系统要求,完成了EDPP的概念设计;然后,利用商用有限元分析软件ANSYS,完成了10 MA等离子体在线性和指数两种工况下的电磁载荷评估。此外,还探讨了EDPP整体式和分布式两种方案设计对电磁载荷分布的影响。结果表明:整体式和分布式模型上产生的最大应力均小于10 MPa,满足设计要求。两种方案设计均表现出线性破裂产生的电磁载荷大于指数破裂。

摘要：内中子屏蔽层(IWS-In Wall Shielding)是国际热核聚变实验装置(ITER)中核心装置-真空室(VV-Vacuum Vessel)的重要组成部分。由于真空室结构复杂,各项性能要求高,根据ITER国际组织要求,其所有结构必须结构设计与装配模拟研究同步进行,通过对其装配过程的动态模拟,确定其各部件的装配关系,并从装配工艺性角度对其进行动态干涉检测。文中基于内中子屏蔽层的CATIA三维实体模型及其在真空室模型中的位置,进行了模拟装配设计及研究,为其装配合理性的确定起到了非常重要的作用。

摘要：国际热核实验反应堆ITER计划是一项大型国际研究合作项目。中子屏蔽结构位于真空室内、外壳之间,其作用是屏蔽中子流、降低环向磁场波纹度。中子屏蔽结构的虚拟装配需要与其设计同时进行,以便指导和改进设计。为了实现其虚拟装配,运用反装思路,通过DELMIA创建其拆卸路径来设计并仿真整个装配过程,实时分析其装配间隙,作为对模型进行优化设计的依据。所得结果满足ITER国际组对中子屏蔽结构的设计要求,并为结构的实际装配提供了参考依据。

摘要：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。

摘要：基于CATIA下对托卡马克装置真空室中子屏蔽块的三维模型进行了公差分析。在三维实体模型的基础上,对要分析的部件进行了分割和模型简化。利用公差分析软件CETOL,根据中子屏蔽块的装配性能要求,首先确定基准,然后添加尺寸公差、几何公差等精度要求,进行装配约束,建立了公差分析模型。通过敏感度和贡献度数值查找影响公差分析结果的关键尺寸,对不合理的精度设计进行了修改,在保证装配精度的前提下,适当提高关键尺寸的精度可以避免干涉并显著提高装配精度,而适当降低非关键尺寸的公差可降低加工成本。

摘要：文章以托克马克装置的中子屏蔽块中的一典型部件为对象,建立了三维公差模型,针对公差分析中的敏感度数值进行了探讨,线性尺寸的敏感度数值为+1～-1之间;角度尺寸的敏感度数值绝对值可以大于1,也可以为0,敏感度数值的绝对值越大,说明该尺寸对装配精度要求影响越大;通过敏感度数值分析,可了解三维尺寸链中影响装配要求的关键尺寸和非关键尺寸,从而为零部件的精度设计优化提供依据。