摘要：[目的]全超导托卡马克是稳态运行的基础,而及时、可靠的失超探测是保证超导磁体运行安全的关键所在,享有聚变装置安全的最高等级。[方法]文章综述了聚变磁体失超电压探测的方法原理和实现途径,简要概括了失超探测的研究进展和主要托卡马克装置所采用的失超探测方案,介绍了失超电压探测的基本原理和过程。并以全超导托卡马克实验装置(EAST)为例,分析失超电压探测的干扰来源及耦合机制,提出两级解耦补偿方案,并建立初级补偿优化分析模型和等离子体耦合干扰动态补偿机制。[结果]实测结果表明,该补偿方案能够实现99.9%以上的噪声抑制比,有效改善失超探测的信噪比和可靠性。[结论]建立的初级补偿优化分析模型和等离子体耦合干扰动态补偿机制可拓展至其他托卡马克装置,从而为未来聚变堆的失超探测设计和磁体安全运行提供必要积累。

摘要：极向场电源系统是全超导托卡马克核聚变实验(EAST)装置的重要组成部分。EAST装置的运行和电源系统的日常运行与维护不仅产生海量结构化时序数据,还生成文档、表格、音频和视频等非结构化数据文件。传统的关系型数据库和聚变领域MDSplus数据库不能满足异构数据的统一存储管理。搭建分布式集群,选取分布式数据库HBase,提出基于时间序列的行键设计来实现数据均衡分布和并行访问节点提高读取效率,提出基于降序最佳适应算法的文件合并策略设计来实现小文件的高效合并,充分利用数据块存储空间。实验结果表明,该种异构数据存储设计方案满足了存储需求。

摘要：中性束注入器(NBI)主低温冷凝泵为J字型内置式,其防辐射挡板结构设计需综合考虑结构参数对辐射传热量及抽速的影响。本文选用蒙特卡罗方法追踪每份热辐射,以求解辐射传热量,并利用控制变量法得出辐射传热量与防辐射挡板结构参数之间的关系。模拟结果表明,壁面发射率、防辐射挡板结构单元的高度对低温冷凝板的辐射传热量影响较大,而结构单元的边界形状对辐射传热量影响较小。研究结果将为EAST-NBI主低温冷凝泵的优化提供依据并可为类似J字型内置式低温冷凝泵的设计提供参考。

摘要：为EAST装置中性束注入器设计了一套用于将剩余离子在线电偏转的结构,并对系统各设备的核心参数进行了估算。在4.41k V偏转电压作用下,该电偏转系统可提供80ke V氘离子束偏转所需的偏转电场。在偏转电场调制情况下,该电偏转系统可有效降低极板表面的热负荷,进而满足EAST中性束注入器稳态运行的需要。

摘要：近红外波段(NIR,波长范围:780~2500 nm)在线光谱分析技术具有小型化、快速检测、结果稳定可靠等优点,在工业现场检测领域有着广泛的应用。由于近红外光谱分析系统受温度影响较大,传统的光栅分光在线光谱分析系统所采用的光谱仪通常仅对探测器制冷,光路部分仍然会受到温度影响产生波长漂移等测量误差。此外,系统也多采用PC计算机来进行数据采集和控制,并通过配备独立的工业通讯模块实现光谱分析系统与产线总控系统的通讯,不仅增加了设备成本与体积,也显著降低了系统的稳定性。针对这些问题,基于STM32单片机开展了在线恒温光谱分析系统研制与测试。系统采用STM32单片机来控制近红外光谱仪,通过设定和修改采集间隔时间并采集光谱数据,对光谱数据进行预处理,来计算得到目标样品的理化指标。对于温度控制,开发了在STM32单片机上运行的基于比例-积分-微分(PID)控制算法的恒温控制系统,对光谱仪整体(包含光路和电路部分)实现了闭环恒温控制。同时,开发了基于STM32单片机的工业通讯接口(包含Modbus协议通讯和4~20 mA电流信号通讯)。系统实验测试结果表明,该设计能够长时间稳定运行,并有效降低了环境温度变化对光谱数据带来的干扰。在长达48小时的系统运行过程中,光谱仪温度稳定控制在5℃左右,温控精度优于0.25℃。相对于未恒温控制的运行模式,恒温控制条件下的平均吸收光谱强度相对标准差显著减小,并实现了数据采集、预处理、样品理化指标计算、工业信号通讯及温度控制的一体化设计,以满足工业现场在线检测需求。

摘要：为了实现对低杂波系统天线的保护需要测量天线温度,根据天线的特征,选择了K型热电偶作为测量工具,使用快速温度巡检仪采集8路热电偶信号,温度数据由软件远程读取显示;为了克服托卡马克带来的电磁干扰,测量回路使用了光纤通信的方法。结果表明,这种方式能够准确实时地反映出天线温度变化,为日后开展天线热保护工作奠定了基础。

摘要：核电厂保护系统对维护核电厂正常运行有着重要作用。本研究提出了基于SIMATIC S7-300 PLC（可编程自动控制器）的核电厂保护系统方案,详细介绍了保护系统的工作原理、结构、设计及该系统的应急设计和运行期间的故障检测。对于该系统的关键技术进行具体分析,其中针对核反应堆的检测温度存在非线性,采用模糊PID控制算法处理系统内的温度信号,实现了稳态调节,最后运用仿真软件对系统进行模拟测试。仿真结果表明：该核电厂保护系统在处理信号时具有循环周期短、处理速度高和指令集功能强大的特点,可以为核电厂24 h稳定安全运行提供保障。

摘要：在中国聚变工程试验堆(CFETR)的概念设计阶段,为了将来正确设计和顺利加工其中心螺线管(CS)线圈,设计了一个由Nb3Sn内线圈和Nb Ti外线圈组成的模型线圈。采用线电流模型和后期数据处理的方法对其磁场做了精确计算,解决了线电流模型不能计算导线内部磁场的问题。在此基础上计算了线圈的电感和电磁应力等参数。

摘要：对高压氦气的除油过程进行理论分析,将过程分为捕集-聚结-排液3个部分,并对捕集过程进行理论计算,在不考虑二次夹带的情况下,一级、二级油气分离器对油滴的理论捕集效率应大于97%和99.6%。对油气分离器进行结构设计,并通过实验检验设计的油气分离器的除油效果。测试结果显示一级油气分离器除油效率达到97.625%,与理论捕集效率较为一致;二级油气分离器除油效率67.37%,对二级除油效率与理论捕集效率存在偏差进行了分析。综合除油效率达到99.25%,满足工程设计要求。

摘要：以5 k W@4.5 K制冷当量的CFETR TF线圈测试用的氦制冷机第一级主换热器为对象,采用混合遗传算法,在满足换热要求、压降限制、现有制造工艺和结构强度等前提下,对换热器的体积进行优化。结果表明,与常用的板翅式换热器商用软件Aspen MUSE^(TM)设计计算的结果相比,基于遗传算法的优化过程可以快速高效地搜索到以体积最小化为目标的全局最优解,其结构尺寸可由原先设计的4.485 m×0.900 m×0.863 m缩小到3.032 m×0.721 m×0.594 m。