多工况下CFETR包层背板及流道热工分析

根据中国聚变工程实验堆(China Fusion Engineering Test Reactor,CFETR)包层背板的设计方案及具体的包层模块内部工况,分别完成了对高场侧包层背板和低场侧包层背板的流道的设计。背板的内部流道具体包括两根吹扫气体流道、三根冷却剂冷流道、三根冷却剂热流道。通过ANSYS软件中的FLUENT模块来初步模拟仿真包层背板的固体和流体热工基本情况,分别得到了背板在200 MW、500 MW、1 GW和1.5 GW工况下的温度场分布及各流道内部流体的热交换情况。结果表明:高场侧背板和低场侧背板的最高温度均小于结构材料的许用温度;高场侧和低场侧内部流道的冷却剂平均温度变化均符合包层端入口和出口的设计要求。     

CFETR纵场超导磁体CICC导体低温冷却设计与分析

纵场磁体中导体低温超导性对整个托卡马克装置磁体系统的稳定具有重要作用。对纵场磁体的低温冷却系统进行热分析,确定线圈排布匝数、纵场磁体中心冷却孔以及盒壁内侧冷却孔的质量流速,并计算液氦在导体中心冷却孔流动时的沿程压降。分析结果表明:同种工况不同线圈排布磁体组件温差值各不相同,经过对比分析,纵场磁体选用154匝线圈排布方案。为确保纵场线圈盒体温度与导体铠甲的温度分别在20 K与5 K范围之内,线圈盒内侧壁面冷却孔质量流速为3.6 g?s~(-1),纵场磁体线圈导体内中心冷却孔质量流速为9.5 g?s~(-1),液氦流动沿程压降为1.72×10~5Pa。