中国环流器2号A装置(HL-2A)供电总体方案

另外,无感驱动和辅助加热装置需要一套总容量为20MVA,脉冲工作时间3 s的直流高压电源。 由以上各供电系统要求可知,要求HL-2A供电系统的整体脉冲容量和释能能力至少分别达到300MVA和1200MJ左右。其中环向场需要的供电容量和能量至少分别为170MVA和1000MJ;所有极向场(欧姆、垂直场、径向场、多极场与补偿场)和无感驱动与辅助加热装置需要的供电容量和能量至少为125MVA和200MJ,且其交流脉冲电源应具有较高的频率,以满足它们的快速调节性。     

HL-2A装置环向场电源系统设计

1 环向场供电系统供电要求及负载基本参数 环向场电源是HL-2A装置的主要电源系统之一,它向主机环向场线圈供电,形成环向强磁场,约束等离子体运动。供电电源波形要求如图1所示。 HL-2A装置主机系引进德国的ASDEX主机部件并进行适当改造而构成的。环向场线圈     

三套大型交流脉冲飞轮发电机组系统的建造与运行

利用旧有的三套脉冲发电机组进行了合理的配置以及必要的技术改造,成功实现了为HL-2A装置供电并满足了物理实验的要求,同时还构成了我国当今装机容量与储能、释能规模均最大的双Y移相30°脉冲发电机组系统。     

ASDEX装置的飞轮储能系统

本文介绍了位于德国伽兴的普朗克等熟子体物理研究所用于聚变实验装置ASDEX和W－7的飞轮储能系统,它分析了为秒量级长脉冲等离子体聚变实验装置供电中使用飞轮储能系统的优越性,叙述了167MVA交流飞轮发电机组的组成,整流器的配置,拖动电机转速和功率控制,发电机电压调节,以及飞轮的组合方式,还叙述了母线短路保护,机组试运行和脉冲供电系统扩展的可能途径。     

HL-1装置欧姆加热供电系统的研制

HL-1装置(即中国环流器一号)的欧姆加热供电系统,采用了一种新型的供电线路。它用电容放电建立强功率脉冲的前沿,通过机组和电感贮能作用维持长脉冲平顶的供电,平顶持续时间长达2s以上。本文介绍了此电路的原理和技术特点,给出了主要设备参数,通过HL-1装置的调试和初步实验,对该供电线路的应用效果,进行了讨论和评价。     

ASDEX—U装置供电

本文简要介绍了ASDEX－U装置供电系统。包括具有167MVA和144MVA脉冲功率的两台飞轮机组、环向场电源、欧姆加热电源、以及多极场电源。ASDEX－U装置供电系统是在利用原ASDEX装置供电系统主要设备的基础上进行适当改造，来满足该装置提高了的供电要求的。     

HL-1M装置垂直场供电系统

为HL-1M装置垂直场线圈直流馈电而研制这一大功率脉冲供电系统。该系统包括3组直流电压源,通过调节输出电流的方式,控制HL-1M装置垂直磁场波形变化,用以平衡等离子体。介绍了该系统的用途、设计原理、它的主要组成部分、以及它在装置上的实验结果。     

HL-1装置欧姆加热供电系统的研制

HL—1装置(即中国环流器一号)的欧姆加热供电系统,采用了一种新型的供电线路。它用电容放电建立强功率脉冲的前沿,通过机组和电感贮能作用维持长脉冲平顶的供电,平顶持续时间长达2s以上。本文介绍了此电路的原理和技术特点,给出了主要设备参数,通过HL-1装置的调试和初步实验,对该供电线路的应用效果,进行了讨论和评价。     

HL-2A托卡马克装置的工程和实验概况

中国环流器二号A装置(HL-2A)是核工业西南物理研究院2002年投入实验运行的托卡马克,它是我国第1个具有偏滤器、等离子体截面具有一定垂直拉长的托卡马克.HL-2A的磁体使用铜导体,具有良好的灵活性和等离子体的可近性,其极向场线圈全部位于环向场线圈之内,位于真空室内的偏滤器的成形线圈可建立双零和单零的偏滤器位形.HL-2A已发展了30多套先进的等离子体诊断系统和总功率4 MW的辅助加热系统,加料技术得到持续发展.随着上述系统的建设和放电综合控制技术的提高,HL-2A装置已获得了高约束模式,这为开展先进托卡马克(AT)物理实验,ITER和聚变堆的科学、技术和工程问题等的研究奠定了基础.HL-2A也成为国际上最活跃的中型托卡马克,为国际托卡马克物理活动(ITPA)作出了积极贡献.     

HL-1纵向场供电系统双机并车和两套六相八桥的整流带载试验

本文简述了HL-1号纵向场电源中两套交流脉冲发电机组并车的数值计算和试验情况,同时说明了在并车条件下两套六相八桥投入运行时纵向磁场波形的调节过程,指出了此类电源的特点和在HL-1号装置物理实验中所具有的意义,亦简略地提及了在节能、安全运行,高质量供电等方面的改进意见。     

大功率脉冲磁场电源系统

描述了中国环流器2号A(HL-2A)装置磁场电源系统,介绍了电源的控制系统和实验结果。磁场电源总脉冲容量近250 MVA,一次放电脉冲释能1 300 MJ,其中单套电源的最高直流电压为3510 V,最大电流为45 kA,均以脉冲方式运行,脉冲时间5 s,重复周期10 min。电源主回路主要由飞轮脉冲发电机、晶闸管变流设备、硅整流器等组成。采用了硅整流器直接并联、电流平衡、恒角移相控制、整流器全关断检测、先进的监控和脉冲高压强流检测等技术措施。实验表明,磁场电源的性能指标能够满足装置实验的要求。     

CARR备用供电系统设计

备用供电系统是CARR安全运行的保障,它在两路外电源全都丧失时,自动启动两台柴油发电机组,向允许供电有短时中断的安全相关负荷提供电力。     

HL-1纵向场供电系统双机并车和两套六相八桥的整流带载试验

本文简述了HL—1号纵向场电源中两套交流脉冲发电机组并车的数值计算和试验情况,同时说明了在并车条件下两套六相八桥投入运行时纵向磁场波形的调节过程,指出了此类电源的特点和在HL-1号装置物理实验中所具有的意义,亦简略地提及了在节能、安全运行、高质量供电等方面的改进意见。     

ASDEX托卡马克概况

本文简查介绍了ASDEX装置环向场线圈,支撑结构,真空室,多极场（偏滤器）线圈和供电系统等的结构和作用,介绍了ASDEX装置运行初期在供电设备严重不足的情况下所实施的供电方式,以及垂直场反馈系统的控制方式和先行实验,目前我国在建的HL－2A装置是以ASDEX托卡马克主要部件组成,其结构和运行方式有很多相似之处,通过了解ASDEX装置概况和初期实验情况,可以增强对HL－2A装置的了解,并为它的初期实验和先行实验方式提供参考。     

HL-2A装置水平场电源系统局部仿真(阶段报告)

根据中国环流器 ?2 号(HL-2A)装置对水平场电源提出的苛刻要求,设计了一种晶体管数字变流器供电方式,并用电路分析软件PSPICE 对此供电方式进行了数字电路仿真。结果表明,这种晶体管数字变流器在响应速度及波形质量等方面均能满足实验装置的要求。     

HL-2A中多路分时积分器的研制

中国环流器二号 A 装置(HL-2A)是我国第-个具有偏滤器位形的托卡马克装置,利用其极向偏滤器在高参数等离子体条件下开展与偏滤器位形运行有关的研究.直观的观测核放射过程中核脉冲信号随放射时间的强弱变化规律对于掌握受控核聚变有着重大的意义.我们为HL-2A装置研制的多路分时积分器具有自动削掉输入信号的负向反脉冲,积分时间0.2～1 ms五档可调,统一起始TTL触发脉冲,20 s自动定时工作,同时有十路信号积分的特点.     

小型移动式中子发生器

把从国外引进的高压终端与自行研制的脉冲系统等结合在一起,建成了一台小型移动式中子发生器。该中子发生器的长度是2 500 mm,重量小于1 t,可以方便地移动到所需要的实验场合。它主要由高频离子源、加速管、高压发生器、聚焦装置、供气系统、微秒脉冲系统、控制系统、真空系统和实验靶室组成。它能产生150μA的直流氘离子束和宽度为10～100μs,频率分别为10 Hz,1 000 Hz,10 000 Hz的脉冲氘离子束。D-T中子产额可达1.5×10~(10)s~(-1)。文章主要介绍了小型移动式中子发生器主要部件的工作原理和结构。     

日本研制成一种峰值功率100太瓦的小型激光器

【日本《日本原子》 1998年 10月号报道】　日本原子能研究所 (JAERI) 1998年6月 18日宣布 ,它已研制成一种小型钛 -兰宝石激光器 ,这种激光器能在 19飞秒的 (1飞 =10 -1 5)超短脉冲持续时间内产生 10 0太瓦 (1太 =10 1 2 )的超高峰值功率 ,重复率为10个脉冲每秒。一种实验室规模的小型激光系统成功地产生 10 0太瓦峰值功率 ,在世界上还是第一次。而且 ,对 10 0太瓦峰值功率来说 ,其 10Hz的重复运行也是世界上第一次取得的成就 ,这在各种各样的应用中将是一大优点。1997年 3月 ,通过对钛 -兰宝石激光器系统采用一种独特的称作 CPA的脉冲…     

中国环流器二号A(HL-2A)装置物理设计

文章是关于中国环流器二号A(HL-2A)装置物理设计的总结报告,包括以下几方面的内容:分析计算等离子体截面变形及由截面拉长引起的垂直不稳定性,提出对HL-2A极向磁场线圈电流和控制系统的要求;研究通过中性束注入加热(NBI)和低混杂波电流驱动(LHCD)实现等离子体剖面控制,模拟并设计HL-2A的高性能的运行模式;分析HL-2A先进约束位形(RS位形)下的磁流体力学不稳定性,为实现高性能模式稳态运行的等离子体控制指出方向;同时,利用数值模拟分析HL-2A偏滤器等离子体性能,为偏滤器的改进提供依据。     

硅漂移探测器电子温度测量系统研制

在2005年HL-2A实验中,我们首次采用两通道硅漂移探测器(Silicon Drift Detector,SDD)软X射线能谱系统对等离子体电子温度进行了测量。文章详细地介绍了SDD软X射线能谱测量系统的原理、设计和初次运行,给出了HL-2A电子温度的测量结果。结果表明,SDD非常适合于HL-2A电子温度测量,为在HL-2A上建立多通道SDD阵列测量电子温度分布奠定了坚实的基础。