摘要：KTX反场箍缩装置的主要参数介于RFX装置与MST装置之间。反场箍缩的外加纵场需跟随等离子体电流的演化而变化,同时由于RFP中的磁面对于外部特别是等离子体边界处的径向磁场较敏感,所以需外部线圈的磁场更加精细,这对于线圈的磁场分布、误差场以及波纹度等的设计提出了更高的要求。根据KTX物理目标参数要求,提出矩形和楔形截面纵场磁体线圈设计方案,借助有限元软件和程序分析了其电磁场空间分布和结构受力大小。结果表明,6.4°楔形截面方案相比矩形截面方案在控制误差场方面更具有可行性。

摘要：利用嵌入了液态锂铅(LiPb)的热工水力子模块的系统程序RELAP5/MOD3,对双功能液态锂铅(DFLL)实验包层模块(TBM)的安全特性进行评价。对DFLL-TBM及其辅助冷却系统的稳态运行工况、预期运行事件和相关事故工况进行了建模、计算和分析。计算结果表明,稳态运行时第一壁(FW)结构材料表面最高温度低于允许值550℃。事故工况下氦气泄漏引起的iter真空室(VV)、窗口设备室(port cell)以及托卡马克冷却水系统大厅拱顶(TCWS vault)的增压均低于iter要求的限值0.2MPa。实验包层钢结构不会熔化且可通过辐射换热有效地导出衰变余热。DFLL-TBM的设计可满足iter对其热工水力安全方面的要求。

摘要：利用RELAP5/MOD3.4对中国氦冷固态包层、氦气冷却剂回路和二次侧水冷系统进行建模和系统热工水力安全评价。依据iter事故分析制定的事故序列,对设计基准真空室外破口进行了瞬态分析,并对比了不同破口位置、面积和停堆方式对第一壁的影响。结果表明:真空室外破口发生在风机的下游较上游危险,且小破口较大破口更危险;若真空室外破口同时包层第一壁破口,也可通过自然循环和辐射换热带走衰变热冷却包层;真空室外破口事故中采用聚变停堆系统的3s停堆方式,可避免第一壁熔化。

摘要：基于国际热核聚变实验堆(iter)实验包层方案,提出了一个超临界水冷固态实验包层概念设计方案。设计采用Be作为中子倍增剂,Li4SiO4作为氚增殖剂,CLAM钢作为结构材料。包层第一壁采用多层盘道设计以提高第一壁出口温度,内部采用增殖剂与中子倍增剂分层布置以提高热沉积与氚增殖率。为验证包层设计的可行性,分析计算了三维包层氚增殖率与热沉积的分布,然后根据中子学计算得到的结果对超临界水冷固态实验包层进行了数值模拟研究。结果表明:包层功率密度分布较合理;氚增殖率满足运行中氚自持的要求;在冷却剂出口温度达到500℃条件下材料温度不超过限值。该设计方案能满足中子学设计与热工水力的要求。

摘要：为校验次临界能源堆的概念设计,采用活化法在贫铀/聚乙烯球壳交替装置上开展14MeV中子学积分实验。用HPGe探测器测量238 U(n,f)及235 U(n,f)反应的裂变碎片143 Ce衰变产生的293.3keV特征γ射线,得到装置中与入射D粒子束成90°方向上的238 U(n,f)及235 U(n,f)反应率分布,相对不确定度为5.1%～6.9%。采用MCNP5程序在ENDF/B-Ⅵ库下进行模拟计算,计算结果较实验结果高约5%。

摘要：针对国际热核实验堆(iter)中国固体实验包层模块(TBM)的铍球床中子增殖区、Li4SiO4陶瓷球床氚增殖区以及冷却剂氦气在稳态工况下的温度场,该文利用计算流体力学软件Fluent对TBM增殖子模块进行二维数值模拟。计算结果表明:在原有的设计方案下,Li4SiO4陶瓷球床的最高温度将会超过材料所允许的工作温度。该文提出的改进方法将Li4SiO4区域均匀分成3块。改进之后的方案能够满足设计要求。分析结果和改进方案可以作为iter中国固体实验包层模块的热工水力学优化设计的参考。

摘要：以聚变堆包层第一壁内流道作为研究对象,设计了以空气为介质的包层第一壁U型流道换热性能实验台架.通过测量第一壁流道沿流动方向的温度和压力分布,研究了在不同管径和雷诺数下,温度、流速和弯头形状等因素对第一壁流道换热性能的影响,并与数值模拟结果进行了对比分析.实验结果表明:30mm×30mm最大的U型方管可以在不增加流动阻力的情况下,提高流体与管壁之间换热强度23%,并且通过弯头处渐缩的优化改进可进一步提高换热强度15%,数值分析结果与之也较符合.本研究表明通过改变包层第一壁流道的形状和尺寸可以有效提高第一壁流道的换热性能.

摘要：在聚变堆超临界水冷固态增殖包层第一壁的运行工况下,采用数值方法对采用中国低活化马氏体钢(CLAM)作为结构材料的第一壁进行单向流固耦合分析,为超临界水冷实验包层模块(TBM)的热工设计提供借鉴。分别采用CLAM和F82H作为第一壁结构材料,对比温度场和应力场,并考察不同冷却管道形状(矩形和圆形)、不同冷却管道直径和最小壁厚对第一壁温度场和应力场的影响。结果表明:CLAM的最高温度及最大应力均高于F82H的;采用CLAM作为结构材料时,矩形冷却管道的角域的换热得到了增强,但同时也造成了应力集中,第一壁设计时应综合权衡;增大冷却管道直径和减小最小壁厚均有利于换热。

摘要：运用数值方法计算了不同等离子体运行时刻纵场磁体过渡馈线(CFT)超导母线上的电磁载荷,并确定了磁感应强度最大的时刻,采用增量有限元法对过渡馈线进行非线性力学分析,得到不同工况下结构上的应力分布及变形情况。分析结果表明,带有万向节的过渡馈线结构具有足够的强度来承受运行过程中的各种载荷,从而证明了结构设计的合理性。

摘要：在聚变堆氦冷固态包层氚增殖区,球床通道内氦气流动压降特性对泵功率的设计具有重要意义。以氦冷固态包层氚增殖区为背景,研究了氦气流速、球床颗粒直径及球床通道长度对球床通道内氦气流动压降特性的影响。实验段采用20 mm×20 mm×500 mm的矩形通道,实验中氦气流速为0.1~0.6m/s,球床颗粒直径为0.5、0.8、1.0、1.5、2.0mm。实验结果表明,压降与氦气流速以及球床通道长度呈正相关,与球床颗粒直径呈负相关。对比Ergun关系式发现,在球床颗粒直径较小时,Ergun关系式预测值低于实验值,这主要是由于氦气可压缩性的影响。通过动量方程,理论推导出经可压缩性修正的Ergun关系式,结果发现修正后的Ergun关系式预测值与实验值符合良好。本研究为氦冷固态包层氚增殖区设计提供了数据支撑,为球床通道内流动特性的数值模拟提供了验证手段。