ITER磁体馈线支撑结构的设计与分析

国际热核聚变实验堆ITER(International Thermonuclear Experimental Reactor)是正在进行的一项大型国际合作项目,超导磁体系统是ITER的最重要组成部分。磁体馈线是保证磁体正常工作的供电、冷却的重要通道。根据ITER磁体馈线设计的具体要求,提出了两种馈线支撑方案,采用ANSYS有限元分析软件,对方案进行了静力学分析、稳定性分析、地震分析。结果表明,薄板支撑结构是合理的。     

SC200超导回旋加速器磁场垫补方法研究

考虑磁铁材料的非线性、不均匀性以及有限元数值计算的精度有限,在设计主磁铁时都留有一定裕量,在完成磁铁加工组装后,根据磁场的实际测量结果对磁铁进行垫补获得理想的目标磁场分布,这样可以保证工程稳妥实施。因此磁铁垫补是加速器主磁铁设计制造的一个重要环节。本文基于SC200主磁铁模型,利用有限元分析软件TOSCA,首先研究了不同的磁极切削参数对中平面主磁场的响应影响;其次考虑到相邻切槽对中平面磁场影响的叠加效应,从理论上推导出一种求解垫补量的方法;最后通过模拟的方法验证了磁场垫补的可行性,为将来实际磁场垫补提供了有效的依据。     

Research on High Pressure Gas Injection As a Method of Fueling, Disruption Mitigation and Plasma Termination for Future Tokamak Reactors

High-pressure gas injection has proved to be an effective disruption mitigation tech- nique in DIII-D tokamak experiments. If the method can be applied in future tokamak reactors not only for disruption mitigation but also for plasma termination and fueling, it will have an attractive advantage over the pellet and liquid injection from the viewpoint of economy and engineering design. In order to investigate the feasibility of this option, a study has been carried out with relevant parameters for conveying tubes of different geometrical sizes and for different gases. These parameters include pressure drop, lagger time after the valve＇s opening, gas diffusion in an ultra-high vacuum condition, and particle number contour.     

基于单纯形法的回旋加速器平衡轨道求解

通过引入描述轨道闭合程度的目标函数，本文将求解回旋加速器平衡轨道的物理问题转换为求目标函数极小值的数学问题，利用单纯形法找到目标函数的最优解，从而实现了平衡轨道求解。该方法可在给定初始动能、初始方位角、初始半径、初始径向动量中任意两个量的条件下求解相应的平衡轨道。     

Verification and Optimization of Vacuum Vessel Supports Design in KTX

The Vacuum Vessel(VV) system is an essential component of Keda Torus for experiment(KTX),and various scenarios might take place on it.The VV’s supports should be adequately strong to stand against various loads on VV,which might happen in extreme scenarios.Therefore,the design of VV supports is verified in a single extreme scenario and is subsequently optimized in this report.The numerical simulation based on Finite Element theory is performed as the major method for analysis and optimization.The electromagnetic force in previous analyses serves as the load for the mechanical analyses of supports.During the optimization,the stresses of the W supports decrease remarkably after introducing cotters.Finally,the optimum design has been worked out.It satisfies the requirements regarding the strength and convenience in assembly.     

ITER纵场磁体过渡馈线结构力学分析

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。     

HT-7U真空室在纵场失超情况下的力学性能分析

磁体失超是超导托卡马克装置特有的一种现象，为了能够让HT--7U超导托卡马克装置主机结构设计有可靠的工程分析数据和分析方法，采用数值模拟方法分析了纵场突然发生失超时放电真空室上感应产生的电磁载荷大小及其分布情况，对真空室进行了结构有限元计算，获得了HT--7U装置真空室在纵场失超情况下的应力云图和位移云图，最大应力和最大位移主要出现在真空室内侧直线段上。     

HT-7U超导托卡马克装置真空室结构数值分析

真空室作为HT-7U超导托卡马克核聚变试验装置主机关键部件,是等离子体运行的直接场所,在装置运行期间,它不仅受到电磁载荷,而且还会受到夹层内压力硼化水和250℃高温烘烤所产生的热应力。首先采用数值模拟方法分析了真空室在等离于体突然破裂以及垂直位移事件诱发HALO电流所产生的电磁载荷,然后借用大型有限元分析程序COSMOS和NASTRAN,分析了真空室在各种工况下的应力分布和位移变形,为超导托卡马克同类装置真空室的结构设计提供了有价值的理论依据。     

EAST超导托卡马克核聚变实验装置真空室窗口烘烤及热应力分析

超导托卡马克核聚变实验装置EAST的真空室窗口烘烤系统要求窗口温度达到150℃。为选取加热丝型号及确定其合理布局，采用ANSYS有限元分析软件进行热应力分析。分析结果显示，窗口大部分区域的温度分布及热应力分布较为均匀，并满足要求，按照ASME压力容器评定标准，均在安全系数内。同时，对温度梯度较大的区域提出可行性的附加方案，以降低可能出现的应力集中。     

ITER极向场过渡馈线结构设计及稳态热分析

根据国际热核聚变实验堆（ITER）装置对馈线的设计要求,同时考虑过渡馈线的结构复杂性,利用三维设计软件CATIA对过渡馈线系统各部件进行了结构设计,并运用有限元分析软件ANSYS建立了典型的过渡馈线有限元模型,模拟了系统所在的真空和低温环境下馈线的稳态传热情况,得到了内部零部件的温度分布和低温管路的热负荷情况,为进一步结构优化及试制奠定了重要基础。