EAST安全巡检与联锁保护系统设计与实现

全超导托卡马克系统不同于常规托卡马克系统,有独特的运行特性和更高的运行风险.安全巡检与联锁保护系统是托卡马克系统中必不可少的-个重要组成部分.EAST (Experimental Advanced Superconducting Tokamak)是我国自主研发的世界上第-个全超导托卡马克系统.本文详细分析了EAST的主要运行风险,针对运行风险制定的各子系统的安全监测和保护机制,及分布式 EAST 安全巡检与联锁保护系统的系统体系结构和系统的实现.EAST 已在中国科学院等离子体物理研究所建成并于2006年9月运行成功,获得等离子体,本系统已在EAST装置的2006-2007年度的几轮实验中成功应用.     

EAST安全联锁监管系统设计

全超导托卡马克装置(FullSuperconductingTokamak,FST)所有主要磁体均为超导磁体,其运行风险大大高于现有的其它超导托卡马克。EAST(ExperimentalAdvancedSuperconductingTokamak)是一个全超导托卡马克装置,为了避免人员和装置出现意外事故,建立了联锁系统与安全系统。安全联锁监管系统位于EAST联锁系统与安全系统的顶层,协调各分控系统的安全运行。根据EAST安全联锁系统的需求,采用可编程逻辑控制器、联锁信号光纤网和光电转换设备,建立了安全联锁监管系统,实现了事件收集、信号循环扫描、保护动作输出、系统状态和故障日志信息记录和实时监控等功能。该系统实际扫描周期平均值约0.7ms,最大值约3ms,达到了EAST安全联锁系统的要求。     

EAST低温系统的故障树分析

EAST是世界上进行聚变研究的先进超导托卡马克实验装置.低温冷却系统是EAST的主要子系统之一,担负着纵向和极向场线圈、纵场线圈盒、冷屏和电流引线的冷却功能,需保证其能长期稳定运行.本文运用故障树分析法来评价低温系统的可靠性,使用自主开发的软件RiskA建立低温系统的故障树模型并进行定量计算,得到系统的失效概率和部件的重要度,并提出改进建议,为系统的优化设计和提高可靠性提供参考.     

EAST托卡马克的中性束注入方案

高能中性束注入(Neutral beam injection,NBI)是核聚变装置托卡马克采用的芯部辅助加热和非感应电流驱动主要手段之一.本文介绍了国家大科学工程全超导托卡马克实验装置(Experimental advanced super-conductingtokamak,EAST)上的高能NBI加热方案及注入器的工程要求,并讨论了中性束在EAST等离子体中的传输等相关问题.     

EAST低温系统主运行模式的控制流程设计与分析

EAST托卡马克核聚变实验装置是世界上从事核聚变研究的先进科学设备。EAST低温系统是该装置的主要子系统之一,其相应DCS控制系统具有很高的稳定性和可扩展性,各部分的控制相互独立、并行执行。本文详细介绍和分析了EAST低温控制系统及在正常降温、稳态和失超模式下的控制流程设计。     

EAST装置的连续数据采集与服务系统的设计与实现

介绍了应用于EAST超导托卡马克装置的连续数据采集与数据服务系统的设计思路与具体实现过程,该系统能使实验人员了解EAST装置在降温以及实验过程中各系统与重要设备的运行状态,以保证系统的正常运转与安全.该系统经测试与实验表明,整个系统稳定、灵活、有效.     

EAST极向场电源电流检测系统中新型积分器的设计

超导托卡马克聚变实验装置(EAST)极向场电源为极向场超导线圈供电,实现各种不同要求的等离子体位形和不同运行模式下等离子体的产生、加热、平衡以及控制。为了检测极向场电源系统中变流器的电流,本文设计了由具有低漂移特性的新型积分器和具有电磁感应功能的罗柯线圈组成的电流检测系统,可获取与检测电流成正比的电压信号,用于计算极向场电源系统参数并诊断故障。作为电流检测系统的核心部分,新型积分器具有低误差、低漂移、高信噪比、输入输出电气隔离等优点。目前已成功设计安装100路积分器,可在极向场电源系统中同时检测多个测试点的电流。     

EAST全超导托卡马克高分辨率EUV光谱仪诊断系统

EAST全超导托卡马克装置上建立一套极紫外(EUV)光谱诊断系统,用于高温等离子体高电离态杂质线辐射研究.该系统利用1200 l/mm凹面变线距全息光栅作为分光元件,工作波段50-500(A),波长分辨率Δλ-0.16(A)(186.6?),时间分辨为20 ms,空间观测范围为0-450 mm,基本覆盖EAST全超导托...     

EAST超导磁体失超诊断预警系统设计

为进一步保障EAST超导磁体安全、准确、有效地运行,设计了EAST超导磁体失超诊断实时预警系统。该系统通过软件对失超诊断信号进行分析,提高了失超检测系统的精度和可靠性。失超诊断数据及相关的热工参数通过MDSplus从EAST工程试验数据库中在线获取,数据的可视化分析显示可以为失超保护软件的开发提供基础。本文主要介绍失超保护实时预警系统的设计方案、基本结构和测试结果。     

EAST核聚变实验装置中极向场线圈电流的确定

在EAST核聚变托卡马克实验装置中，无论是在设计阶段还是未来运行过程中，确定极向场线圈电流都是非常重要的。本文采用排列格林函数的方法，给出设计中固定边界计算和未来运行过程中反演计算两种条件下极向场线圈电流的确定方法,并在理论上证明了可行性，大大减少了计算时间。