大口径氧化铝陶瓷与不锈钢材料的封接及其真空检漏

壁电流探头作为一种测量束团纵向尺寸以及强度的探头,在加速器系统中应用广泛。加速器真空系统为超高真空系统,氧化铝陶瓷耐高温,绝缘性能高,出气率低,介电强度高。不锈钢耐锈蚀,可烘烤,有较低的出气速率,是常用的优良的超高真空系统材料。介绍了陶瓷可阀合金封接工艺、可阀合金与不锈钢氩弧焊焊接结构、及氦质谱检漏技术。     

CFETR水冷陶瓷增殖剂包层模块产氚率实验验证

水冷陶瓷增殖剂（WCCB）包层作为中国聚变工程试验堆（CFETR）候选包层之一，承担着氚增殖、核热提取、屏蔽等重要涉核功能，其中子学设计的可靠性直接影响CFETR氚自持目标的实现。为验证中子学设计工具，即MCNP和FNEDL3.0数据库，在WCCB包层中子学设计中的可靠性，基于研制出的WCCB包层模块，在DT中子环境下开展中子学实验，对以产氚率（TPR）为代表的中子学参数进行了模拟值（C）和实验值（E）对比分析。结果表明，模块中轴线位置处TPR的C/E为0.97?1.08，而模块边缘位置处TPR的C/E为0.65?0.82；模块钛酸锂层边缘区197Au（n，γ）198Au反应率的C/E为0.72?0.90，表明模块边缘区存在非期望的散射中子，导致该区TPR模拟值和实验值偏离较大。     

316LN不锈钢焊后热处理工艺及对残余应力的影响

在核聚变实验装置中广泛使用的316LN不锈钢材料,在焊接后出现较大的残余应力,使用焊后热处理法减少焊接残余应力。使用软件模拟计算出316LN不锈钢TTT、CCT和相组成图,获得了合理的焊后热处理工艺。结果表明,焊件平均残余应力减少幅度最大的发生在焊缝区,最小的发生在母材区。焊件沿着焊接方向,残余应力逐渐减少。     

EAST 装置电子回旋共振加热系统波纹圆波导研究*

在EAST装置上正在建设140GHz/4MW/1000s电子回旋共振加热(ECRH)系统,单个回旋管输出的1MW功率通过波纹圆波导传输到天线聚焦镜上,然后经天线反射镜进入等离子体。运用表面阻抗法对波纹圆波导进行了理论分析,针对EAST装置ECRH系统需求的140GHz波纹圆波导进行了设计研究,所设计的波导传输模式为HE11模,具备1MW连续波运行能力且欧姆损耗低于0.02d B/100m,同时分析了HE11模在波导口外辐射模式及其与TEM00模耦合特性。     

复合热源模型在电子束焊接仿真中的应用

以焊接模拟软件SYSWELD为平台,用双椭球+圆锥复合热源模型,对56 mm厚的304不锈钢板进行模拟研究,并通过工艺试验对改进型的复合热源模型加以验证。试验结果表明:采用双椭球+圆锥复合热源模型可以准确地勾勒出56 mm厚的304不锈钢板电子束焊焊缝横截面的熔池轮廓。使用复合热源模型计算的变形场、应力场结果同传统圆锥体热源计算结果存在较大差异,复合热源模型能更准确地预测厚板料不锈钢电子束焊引起的变形与残余应力分布。     

EAST托卡马克新型积分器系统控制器的研制

为了满足EAST托卡马克的实验需求,提升积分器系统的可维护性和可测试性,研制了新型积分器系统控制器。该控制器采用ARM微控制器和轻量级IP协议栈,实现了积分器系统的网络化控制。所提供的参数设置指令可远程设置和读取积分器板卡上放大器的放大倍数,而控制指令则提供了初始化、标准信号积分、脉冲积分、积分保持、标定和探针测试功能。经实验和EAST现场测试,该积分器系统控制器可满足EAST装置的实验要求。     

EAST阻性换热器多物理场耦合模拟计算

阻性换热器是EAST高温超导(HTS)电流引线的重要组成部分,目前有三头螺旋翅片和叠片两种结构形式,为了比较这两种阻性换热器的优劣,对它们的热工水力性能进行了多物理场耦合模拟计算,计算结果表明:两种阻性换热器在换热性能方面基本相当,均可满足快速换热的要求,但叠片换热器的流动阻力远小于三头螺旋翅片换热器的。实际运行过程中,三头螺旋翅片换热器中氮冷却回路的压力控制较为困难,经常需人工调节控制阀阀门,而叠片换热器中氮冷却回路的压力控制则较为简单,不需经常调节。因此,叠片式结构较三头螺旋翅片式结构更适合应用在EAST阻性换热器中。     

ITER校正场线圈圆弧段真空压力浸渍充模数值模拟与实验

为优化国际热核聚变实验堆校正场线圈的真空压力浸渍工艺,对线圈圆弧段的充模过程进行了基于Darcy定律的数值模拟和工艺实验。对比了4种注胶方案的流动前沿和压力分布,确定了高效并能减少残留空隙的方案。优化的注胶口位置为沿长度方向1/4和3/4处,出胶口位置为沿长度方向两端和中间处。按优化工艺进行了试验,实测充模时间7.62×103 s,与模拟时间7.67×103 s接近。CT扫描显示试样内部被树脂完全填充,仅有少量空隙,大小约为100~200μm。试样绝缘性能优良,在10kV下漏电流小于1μA。试验结果表明了工艺模拟的可靠性,模拟方法可应用到整个线圈中,确定方案和技术参数。     

316L奥氏体不锈钢焊接接头4.2 K低温冲击韧性研究

对核聚变装置中常用的316L奥氏体不锈钢开展焊接接头低温韧性研究,分别对焊接接头的热影响区和焊缝区进行了293 K、4.2 K的冲击试验,并对焊接接头进行组织、显微硬度及冲击断口分析。结果表明,在相同温度下,热影响区的冲击吸收功和断口侧膨胀量均大于焊缝区的,说明热影响区冲击韧性较好;在相同冲击位置下,低温的冲击吸收功远小于室温的,4.2 K下焊接接头低温韧性较差。在低温冲击断口侧面发现α'-马氏体,它是导致焊接接头低温韧性差的重要原因。     

EAST锂化系统的优化及其对等离子体性能的影响

为提高锂膜在先进实验超导托卡马克(EAST)内真空室器壁上的均匀性,从而提高锂膜对再循环的控制,对杂质的抑制能力,优化设计了新型三孔蒸发型坩埚,并成功的用于锂化壁处理实验。实验表明,锂膜在内真空室器壁上更加均匀,坩埚附近没有出现明显的锂膜起皮现象,下石墨偏滤器得到有效的覆盖。锂膜均匀性的提高,有效的提升了初次锂化壁处理对控制再循环,抑制杂质的能力,同时也延长了锂膜的寿命。为了恢复内真空室第一壁上退化锂膜的性能,优化设计了一套新型炮间锂化系统。新型炮间锂化系统成功在等离子体放电间隙开展了锂化壁处理,挡板开启后,锂蒸气成功注入到内真空室中,有效地抑制了等离子体放电中的再循环水平、杂质含量及总辐射功率。