BESⅢ束流管冷却系统设计与实现

根据BESⅢ束流管的结构特点、工作环境以及温度控制要求,设计了束流管冷却系统.系统关键部件冗余设计,并采用西门子可编程控制器,实现了系统的自动可靠运行,保证了束流管的连续长期工作.上位机监控软件通过OPC和可编程控制器进行数据传输,解决了复杂多主站通讯问题,并辅助可编程控制器进行控制.该系统结构合理,功能完善,控制精度高,能及时将束流管内部热量带走,严格控制束流管的内外壁温度.     

基于PLC的BESⅢ束流管冷却系统自动监控系统的设计

北京正负电子对撞机BEPCⅡ的二期改造工程为中国科学院重大项目改造工程,BESⅢ束流管冷却系统对BESⅢ束流管进行冷却,其中BESⅢ束流管冷却系统的自动监控系统负责BESⅢ束流管冷却系统的全面安全可靠运行。从工程设计的角度出发,介绍了自动监控系统的主要结构、工作原理、监控系统硬件选型及软件设计,并对系统的可靠性进行分析。运行结果表明,该监控系统满足BESⅢ束流管冷却系统的工艺要求,安全可靠。     

100 MeV回旋加速器工程的设计和建造进展

100MeV强流回旋加速器及束流管道系统（CYCIAE-100）工程计划建设1台能量为75-100MeV、质子束流强度200μA的回旋加速器，7条质子束流管道和2条中子束流管道。2006年，重点完成了初步设计，并开展施工设计工作；开始工程重大设备的制造工作；基本完成了研究试验项目。     

BES Ⅲ束流管应力场的有限元分析与实验研究

束流管位于北京谱仪Ⅲ（BES Ⅲ）中心位置,是最小壁厚为0.6 mm的真空薄壁夹层圆管。新一代北京正负电子对撞机（BEPC Ⅱ）在运行时将会有更多的高次模辐射（HOM）和同步辐射（SR）热负荷作用于束流管的内表面,使束流管内产生辐射热应力。本文从数值模拟和实验两方面对BES Ⅲ束流管应力场进行研究,结果表明,束流管在一端完全固支一端轴向自由的约束条件下,当内部辐射热负荷达到最大值750 W时,束流管各零部件--铍管、铝放大腔、过渡银环、铜管、不锈钢法兰的最大应力分别为21.9、6.9、5.0、9.1、24.4 MPa,束流管整体安全系数为11.0。目前束流管正在安全运行,保证了BEPC Ⅱ的正常工作和BES Ⅲ的精确粒子探测。     

加速器驱动系统靶区流场的数值模拟

在加速器驱动系统（ADS）中,真空质子束流管出口端为一半球面质子束窗,用于隔离束流管和散裂靶。质子束窗表面热负荷很高,有效冷却质子束窗,从而提高靶件寿命和系统安全性是靶件设计的关键。 采用PHOENICS 3.2程序对ADS靶件冷态下的流场进行数值模拟。在贴体坐标（BFC）下生成计算网格,对靶件束窗下方有无导流板时的靶区流场进行了计算。当体积流量为10m3/h时,流体向下流动进入中央流道（靶区）之前发生边界层脱离,并在质子束窗下方两侧形成一对对称的旋涡。两旋涡在靶区中央重叠,形成一股向上较强的回流。这股回流沿质子束窗     

BES Ⅲ束流管温度场的数值模拟及实验研究

束流管安装在北京谱仪（BES Ⅲ）子探测器漂移室的内筒,新一代北京正负电子对撞机（BEPC Ⅱ）在运行时将会有更多的同步辐射和高次模辐射热负荷作用于束流管的内表面,过高的热量和过大的温度变化幅度将会影响漂移室的正常粒子的探测。本文对束流管温度场进行了有限元数值模拟和实验研究,并对漂移室内筒的内壁面温度进行了数值分析。结果表明,当束流管内壁辐射热负荷在0～750 W变化时,设定束流管的中心管冷却油和外延管冷却水的进口温度分别为291.4 K和291.6 K,可将漂移室内筒的内壁温度控制在292.8~293.9 K,满足（293±2）K的要求,保证了BES Ⅲ的精确粒子探测和BEPCⅡ的正常运行。     

ЭГ-2.5静电加速器扩建离子束流管道

本文介绍了束流管道扩建后,ЭГ-2.5静电加速器束流管道的布局以及这次改进的特点和达到的指标。着重说明了磁束流导向器的使用(方便了调束操作)和真空系统采用铁泵、分子泵机组后的初步运行结果,并对几个新设计制作的元件作了简单介绍。     

粉末冶金态铍在北京谱仪束流管中的应用

根据北京谱仪(BESⅢ)束流管对材料物理性能的要求,对几种材料的物理性能进行比较后,选择粉末冶金态铍作为BESⅢ束流管的中心管材料。采用失重法对粉末冶金态铍在1号电火花加工油中的耐腐蚀性能进行研究,结果表明：粉末冶金态铍在1号电火花加工油中具有较好的耐蚀性,其腐蚀速率由初始的4.18×10^-7kg•m^-2•h^－1逐渐变小,并稳定为1.54×10^-7kg•m^-2•h^－1;在束流管10a的设计寿命内,粉末冶金态铍的最大腐蚀深度估算值为19.9μm,该值是BESⅢ束流管中心管最小厚度600μm的3.32%,满足BESⅢ的工程运行要求。     

基于EAST装置上液态调配器系统的研究

液态调配器是用于离子回旋共振加热系统以代替传统活塞式调配器的一种新型阻抗匹配装置。通过对液态调配器工作原理的研究,设计了液态调配器的油路系统,采用计算机和可编程控制器对系统进行控制。同时,对液态调配器各支节匹配高度的计算方法进行了研究,提出了计算公式,并利用实验中测得的数据对计算公式进行了验证。经过两轮EAST实验使用证实,该系统完全满足设计要求。     

基于PLC的110MW脉冲调制器控制器设计

论述了110MW脉冲调制器控制器的设计，简要比较了几种在工业场合中常用的控制器。调制器控制器核心采用PLC可编程控制器。控制器实现了对调制器联锁信号、电路状态信号的实时监测，闸流管预热系统、速调管预热系统等流程的控制，高压恒流充电电源的控制以及与加速器控制室的数据通信。调制器长期运行表明控制器工作稳定、可靠。     

HI-13串列加速器升级工程 100MeV回旋加速器工程的设计和建造进展

由于100MeV强流回旋加速器及束流管道系统（CYCIAE一100）工程主体部件的大部分施工设计已经完成,2008年的工作主要集中在主体部件的工程建设和关键技术的试验验证,以及包括液压举升等一些配套子系统的施工设计或技术规格书的编制工作。图1示出主体部件施工设计完成后的CYCIAE-100示意图。     

CYCIAE-100质子束流能量测量的物理计算

正串列加速器升级工程的CYCIAE-100回旋加速器的设计指标之一为质子束流能量达到100MeV以上。为了对该指标进行测量,加速器回旋中心建立了三维水箱系统对质子束的能量进行标定。在标定实验进行前,需对实验过程的重要参数进行模拟计算以保证实验的准确进行。模拟计算主要包括对质子束在水中的射程模拟及对实验中质子在不同材料中的输运过程进行修正。本次标定实验使用的束流管道采用钛膜作为质子出射窗。质子穿过钛窗后进入空气并水平方向入射三维水箱系统。表1列出了质子从束流线     

控制棒位置指示系统的数字化

本文介绍了控制棒位置指示系统的设计原理、系统构成及可编程控制器在控制棒位置指示系统中的应用.     

一种核安全级数字化仪控系统现场控制站的冗余设计

介绍了一种核安全级数字化仪控系统现场控制站的冗余设计。采用两套完全相同的硬件组建主控制器热备冗余,冗余的主控制器异步运行。两个主控制器间使用复杂可编程逻辑器件（CPLD）进行状态交互和仲裁判断,通过大容量先入先出（FIFO）存储器和以太网物理层芯片（PHY）搭建的通信线路实现异步系统间的数据同步。该研究应用于核安全级仪控系统的设计中,实现了较小的切换延时并避免了切换扰动,提高了系统的可靠性。     

一种γ辐照装置安全联锁系统的设计

为了改进一座γ辐照装置的安全性能,使之符合相关标准的要求,设计了一种基于可编程控制器的联锁系统.通过梯形图编程设计实现了顺序巡视、延时、异常报警等功能.结果表明:可编程柔性设计有利于完善系统的安全性.     

核电厂反应堆保护系统故障检测设计

反应堆保护系统是核电厂仪控系统的核心部分。为探测保护系统设备的故障,验证系统的可用性,确保核电厂的安全,需对保护系统进行定期故障检测。本文介绍了基于Tricon V10可编程逻辑控制器(PLC)系统的海南昌江核电厂反应堆保护系统故障检测设计以及故障检测的范围与功能,并对其特点进行了分析。     

CT无线数据传输系统的研究与设计

研究了CT中无线数据传输系统的结构和控制方式,并对该系统进行了完整设计。在设计中采用了可编程逻辑器件控制高速数字无线收发元件nRF2401的方式。用VHDL语言编写了可编程逻辑器件的控制程序,实现了数据和指令的传输,同时对数据进行了纠错和辨识,并采用了多种措施提高系统的可靠性。实验证明,该系统传输数据快,准确率高,工作稳定可靠。     

基于FPGA和USB 2.0的双路线阵CCD数据采集系统设计

讨论了一种基于FPGA和USB2.0接口的双路线阵CCD(电荷耦合器件)数据采集系统的设计.分析了TCD1001P的驱动时序及其设计方法,简单介绍了USB控制器EZ-USB FX2(CY7C68013)的GPIF(通用可编程接口)工作模式,以及其固件程序、windows驱动程序的设计.     

HL-2中性束注入器离子束系统的设计计算

在受控核聚变研究中,中性束注入已经成为加热等离子体的有效手段。中性束注入器的关键部分是离子束系统,它的性能决定了中性束注入的效率和效果。文章就大功率中性束注入器离子源及离子引出、加速系统主要工作参数的设计计算方法进行了论述,并给出了HL-2装置中性束注入器离子束系统的计算结果。在强流离子束引出、加速系统束光学特     

HI-13串列加速器升级工程——100MeV回旋加速器工程的设计和建造进展

2007年，在已完成的主磁铁等24个工艺系统初步设计的基础上，展开了100MeV强流回旋加速器及束流管道系统（CYCIAE-100）工程部分系统的施工设计及建造。与此同时，还完成了中心区模型实验台架的束流注入试验，完成了1：1高频谐振腔制造的焊接试验，为高频谐振腔的制造积累了直接的工艺技术和经验。图1示出部分施工设计完成后的CYCIAE-100示意图。