本文主要研究内容
作者许青青（2019）在《等离子体瞬态事故下CFETR氦冷固态包层电磁-热-机械综合分析》一文中研究指出：包层系统是聚变堆核心部件,具有包容等离子体、能量转换、氚增殖和辐射屏蔽的作用。然而聚变包层处于强磁场、高热流、高辐照的严酷环境中,承受较大的热、机械负载和电磁负载,尤其是在等离子体瞬态事故下。等离子体瞬态事故的发生快速且不可控制,在极短的时间内释放高的热能和电磁能,使得包层系统需要承受额外的热机械和电磁负载,因此研究等离子体瞬态事故下包层系统的安全性非常重要。本文基于CFETR氦冷固态包层设计方案对等离子体瞬态事故下包层的电磁-热-机械耦合方法以及包层结构综合性能评估展开了研究。等离子体瞬态事故包括主破裂事故和垂直位移事故及它们导致的一系列后果。主破裂事故是指等离子体放电突然终止,等离子体热能和等离子体电流完全丧失的现象。由于等离子体热能的迅速丧失,将引起包层模块存在潜在局部熔化或升华危险,同时由于电流的丧失,磁场迅速变化,将引入额外的洛伦兹力及力矩作用在包层结构上,使得包层结构容易发生扭曲和变形。等离子体垂直位移事故中等离子体在极向上的平衡性将失去控制发生上下漂移,并伴着主破裂事故的发生。垂直位移事故下的包层受到的电磁力及力矩将同时受到等离子体位置漂移和破裂的影响,威胁包层结构安全性。首先开展了等离子体主破裂事故下包层电磁-热-机械综合分析。根据CFETR磁体系统布置以及氦冷固态包层设计方案,分别建立电磁分析模型、热分析模型以及应力分析模型,其中电磁分析模型包括了磁体系统、真空室以及包层系统。主破裂事故的研究对象是位于赤道面的典型包层模块,因此,典型包层模块采用精细结构。同时考虑周围铁磁性材料对典型包层磁场的影响,典型包层周围建立简化的包层模块以减少计算复杂度。电磁分析计算了等离子体线性淬灭模式下典型包层磁场强度、感应电流、电磁力和电磁力矩分布以及变化。热分析得到了主破裂事故下包层各个组件温度随时间变化规律,其中保护层以及第一壁最高温度均高于其安全限值,其余组件温度不受事故影响。对事故结束时在不同载荷情况下对包层展开进行应力分析,得到相应负载下包层应力场分布,并依据SDC-IC和RCC-MX评判准则进行包层应力评估,结果显示氦冷固态包层在主破裂事故下能够保持结构完整性。另外,开展了等离子体垂直位移事故下包层电磁-热-机械综合分析。为了模拟垂直位移事故下等离子体的垂直移动,电磁分析模型中采用69根电流丝模拟等离子体区域,通过电磁分析计算了典型包层磁场强度、感应电流、电磁力和力矩随时间的变化以及分布;热分析得到了在破裂缓解系统干预时垂直位移事故下包层各个组件温度分布和最高温度随时间变化规律,其中保护层和第一壁超过温度限值,由于事故持续时间较短,包层其余部件温度场不受事故影响;对事故结束时在不同载荷情况下对包层展开进行应力分析,得到了相应负载下包层应力场分布,并进行应力评估,结果显示氦冷固态包层在垂直位移事故下能够保持结构完整性,但第一壁安全裕量较小。本文基于CFETR磁体系统和氦冷固态包层系统设计方案,综合分析了包层电磁、热、机械耦合效应,对等离子体瞬态事故下包层的电磁-热-机械耦合方法以及包层结构综合性能评估方法展开了研究,为包层系统的设计优化提供了分析方法和重要参考。
Abstract
bao ceng ji tong shi ju bian dui he xin bu jian ,ju you bao rong deng li zi ti 、neng liang zhuai huan 、chuan zeng shi he fu she bing bi de zuo yong 。ran er ju bian bao ceng chu yu jiang ci chang 、gao re liu 、gao fu zhao de yan ku huan jing zhong ,cheng shou jiao da de re 、ji xie fu zai he dian ci fu zai ,you ji shi zai deng li zi ti shun tai shi gu xia 。deng li zi ti shun tai shi gu de fa sheng kuai su ju bu ke kong zhi ,zai ji duan de shi jian nei shi fang gao de re neng he dian ci neng ,shi de bao ceng ji tong xu yao cheng shou e wai de re ji xie he dian ci fu zai ,yin ci yan jiu deng li zi ti shun tai shi gu xia bao ceng ji tong de an quan xing fei chang chong yao 。ben wen ji yu CFETRhai leng gu tai bao ceng she ji fang an dui deng li zi ti shun tai shi gu xia bao ceng de dian ci -re -ji xie ou ge fang fa yi ji bao ceng jie gou zeng ge xing neng ping gu zhan kai le yan jiu 。deng li zi ti shun tai shi gu bao gua zhu po lie shi gu he chui zhi wei yi shi gu ji ta men dao zhi de yi ji lie hou guo 。zhu po lie shi gu shi zhi deng li zi ti fang dian tu ran zhong zhi ,deng li zi ti re neng he deng li zi ti dian liu wan quan sang shi de xian xiang 。you yu deng li zi ti re neng de xun su sang shi ,jiang yin qi bao ceng mo kuai cun zai qian zai ju bu rong hua huo sheng hua wei xian ,tong shi you yu dian liu de sang shi ,ci chang xun su bian hua ,jiang yin ru e wai de luo lun ci li ji li ju zuo yong zai bao ceng jie gou shang ,shi de bao ceng jie gou rong yi fa sheng niu qu he bian xing 。deng li zi ti chui zhi wei yi shi gu zhong deng li zi ti zai ji xiang shang de ping heng xing jiang shi qu kong zhi fa sheng shang xia piao yi ,bing ban zhao zhu po lie shi gu de fa sheng 。chui zhi wei yi shi gu xia de bao ceng shou dao de dian ci li ji li ju jiang tong shi shou dao deng li zi ti wei zhi piao yi he po lie de ying xiang ,wei xie bao ceng jie gou an quan xing 。shou xian kai zhan le deng li zi ti zhu po lie shi gu xia bao ceng dian ci -re -ji xie zeng ge fen xi 。gen ju CFETRci ti ji tong bu zhi yi ji hai leng gu tai bao ceng she ji fang an ,fen bie jian li dian ci fen xi mo xing 、re fen xi mo xing yi ji ying li fen xi mo xing ,ji zhong dian ci fen xi mo xing bao gua le ci ti ji tong 、zhen kong shi yi ji bao ceng ji tong 。zhu po lie shi gu de yan jiu dui xiang shi wei yu chi dao mian de dian xing bao ceng mo kuai ,yin ci ,dian xing bao ceng mo kuai cai yong jing xi jie gou 。tong shi kao lv zhou wei tie ci xing cai liao dui dian xing bao ceng ci chang de ying xiang ,dian xing bao ceng zhou wei jian li jian hua de bao ceng mo kuai yi jian shao ji suan fu za du 。dian ci fen xi ji suan le deng li zi ti xian xing cui mie mo shi xia dian xing bao ceng ci chang jiang du 、gan ying dian liu 、dian ci li he dian ci li ju fen bu yi ji bian hua 。re fen xi de dao le zhu po lie shi gu xia bao ceng ge ge zu jian wen du sui shi jian bian hua gui lv ,ji zhong bao hu ceng yi ji di yi bi zui gao wen du jun gao yu ji an quan xian zhi ,ji yu zu jian wen du bu shou shi gu ying xiang 。dui shi gu jie shu shi zai bu tong zai he qing kuang xia dui bao ceng zhan kai jin hang ying li fen xi ,de dao xiang ying fu zai xia bao ceng ying li chang fen bu ,bing yi ju SDC-IChe RCC-MXping pan zhun ze jin hang bao ceng ying li ping gu ,jie guo xian shi hai leng gu tai bao ceng zai zhu po lie shi gu xia neng gou bao chi jie gou wan zheng xing 。ling wai ,kai zhan le deng li zi ti chui zhi wei yi shi gu xia bao ceng dian ci -re -ji xie zeng ge fen xi 。wei le mo ni chui zhi wei yi shi gu xia deng li zi ti de chui zhi yi dong ,dian ci fen xi mo xing zhong cai yong 69gen dian liu si mo ni deng li zi ti ou yu ,tong guo dian ci fen xi ji suan le dian xing bao ceng ci chang jiang du 、gan ying dian liu 、dian ci li he li ju sui shi jian de bian hua yi ji fen bu ;re fen xi de dao le zai po lie huan jie ji tong gan yu shi chui zhi wei yi shi gu xia bao ceng ge ge zu jian wen du fen bu he zui gao wen du sui shi jian bian hua gui lv ,ji zhong bao hu ceng he di yi bi chao guo wen du xian zhi ,you yu shi gu chi xu shi jian jiao duan ,bao ceng ji yu bu jian wen du chang bu shou shi gu ying xiang ;dui shi gu jie shu shi zai bu tong zai he qing kuang xia dui bao ceng zhan kai jin hang ying li fen xi ,de dao le xiang ying fu zai xia bao ceng ying li chang fen bu ,bing jin hang ying li ping gu ,jie guo xian shi hai leng gu tai bao ceng zai chui zhi wei yi shi gu xia neng gou bao chi jie gou wan zheng xing ,dan di yi bi an quan yu liang jiao xiao 。ben wen ji yu CFETRci ti ji tong he hai leng gu tai bao ceng ji tong she ji fang an ,zeng ge fen xi le bao ceng dian ci 、re 、ji xie ou ge xiao ying ,dui deng li zi ti shun tai shi gu xia bao ceng de dian ci -re -ji xie ou ge fang fa yi ji bao ceng jie gou zeng ge xing neng ping gu fang fa zhan kai le yan jiu ,wei bao ceng ji tong de she ji you hua di gong le fen xi fang fa he chong yao can kao 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自中国科学技术大学的许青青，发表于刊物中国科学技术大学2019-07-12论文，是一篇关于中国聚变工程实验堆论文,氦冷固态包层论文,等离子体瞬态事故论文,电磁热机械分析论文,中国科学技术大学2019-07-12论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自中国科学技术大学2019-07-12论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
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