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CO_(2)电弧加热器电热特性研究
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作者 欧东斌 杨国铭 +3 位作者 朱兴营 文鹏 张智 曾徽 《实验流体力学》 北大核心 2025年第3期71-78,共8页
在300 kW管式电弧加热器上,通过试验测定了CO_(2)介质和空气介质条件下的伏安特性和热效率数据。基于相似参数进行回归分析,得到了可同时应用于CO_(2)介质和空气介质的电热特性关系式,并与国外类似电弧加热器进行了比较。研究结果表明:C... 在300 kW管式电弧加热器上,通过试验测定了CO_(2)介质和空气介质条件下的伏安特性和热效率数据。基于相似参数进行回归分析,得到了可同时应用于CO_(2)介质和空气介质的电热特性关系式,并与国外类似电弧加热器进行了比较。研究结果表明:CO_(2)介质与空气介质条件下的电弧加热器电热特性相似,在输入相同参数(电弧电流、气体质量流量)下,CO_(2)介质条件下的弧室总压比空气介质平均低18%,但电弧电压、焓值和热效率分别高5.9%、6.7%和10.9%;通过统一关系式得到的数据与试验数据一致性较好,伏安特性和热效率回归误差分别为-13%~11.4%和-33.0%~34.7%。 展开更多
关键词 CO_(2) 电弧加热器 伏安特性 热效率 相似理论
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氮化硼陶瓷105GHz/1MW微波透射窗的研究
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作者 王超 黄梅 +1 位作者 陈罡宇 陈程 《核聚变与等离子体物理》 北大核心 2025年第1期34-38,共5页
利用开放腔法测量了105GHz/1MW ECRH系统氮化硼陶瓷微波透射窗的介电参数,研究了其相对介电常数的变化以及加工精度对窗片性能的影响。通过模拟仿真得到功率沉积后窗片温度的分布,确定在1MW功率下对氮化硼陶瓷应用的脉冲宽度。通过低功... 利用开放腔法测量了105GHz/1MW ECRH系统氮化硼陶瓷微波透射窗的介电参数,研究了其相对介电常数的变化以及加工精度对窗片性能的影响。通过模拟仿真得到功率沉积后窗片温度的分布,确定在1MW功率下对氮化硼陶瓷应用的脉冲宽度。通过低功率测试获得了最佳的窗片厚度,为下一步焊接封装做好了准备。 展开更多
关键词 氮化硼 氮化硼陶瓷窗口 相对介电常数
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大型低温测试装置的冷屏结构设计与研究 被引量:1
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作者 吴清浩 杨庆喜 +3 位作者 胡锐 徐皓 余清洲 陈肇玺 《真空科学与技术学报》 北大核心 2025年第5期359-365,共7页
环向场(TF)和极向场(PF)线圈是国际热核聚变实验反应堆(International Thermonuclear Experimental Reactor,ITER)的关键部件。为了验证已制造的TF和PF线圈性能是否符合性能标准,需在安装前于低温环境中进行低温超导性能测试。根据TF和P... 环向场(TF)和极向场(PF)线圈是国际热核聚变实验反应堆(International Thermonuclear Experimental Reactor,ITER)的关键部件。为了验证已制造的TF和PF线圈性能是否符合性能标准,需在安装前于低温环境中进行低温超导性能测试。根据TF和PF线圈的结构及测试要求,设计了大型低温测试装置。基于该测试装置的结构设计,采用多层绝热(MLI)作为冷屏屏蔽外部环境的热负荷,并结合线圈对测试装置的绝热性能要求及实际安装条件,对MLI的材料、搭接处理以及结构进行了设计。通过热力学分析计算,确定了MLI的最佳层数,并使用MATLAB软件对MLI的漏热量及各层温度进行了数值计算,为后续优化提供数据参考。最后,通过正交实验法对变密度多层绝热(VD-MLI)进行理论分析和数值模拟,比较了不同密度配置下VD-MLI的绝热性能与漏热趋势,为低温测试平台的冷屏设计提供了指导。 展开更多
关键词 国际热核聚变实验反应堆 大型低温测试装置 多层绝热 逐层传热模型
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T管氦冷偏滤器单元热工水力优化分析
4
作者 胡华枫 栗再新 +1 位作者 赵周 王小勇 《核聚变与等离子体物理》 北大核心 2025年第2期183-190,共8页
目前聚变堆设计中采用的T管氦冷偏滤器存在着钨瓦温度分布不均、局部区域出现材料超温等问题,为保证偏滤器的安全性与经济性,利用ANSYS-CFX软件对初始T管氦冷偏滤器单元模型进行热工水力分析,得到偏滤器单元各结构的温度分布以及冷却剂... 目前聚变堆设计中采用的T管氦冷偏滤器存在着钨瓦温度分布不均、局部区域出现材料超温等问题,为保证偏滤器的安全性与经济性,利用ANSYS-CFX软件对初始T管氦冷偏滤器单元模型进行热工水力分析,得到偏滤器单元各结构的温度分布以及冷却剂氦气的流速分布。通过对模型出口位置、壁面粗糙度以及冷却剂流量的优化,一方面优化氦气流速,降低压降以及提高结构温度均匀性,另一方面提高偏滤器单元的热交换效率,降低偏滤器单元最高温度,从而优化T管氦冷偏滤器单元的热工水力结果。 展开更多
关键词 氦冷偏滤器 T管单元 热工水力优化分析
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聚变堆中子通量测量电子学系统研制
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作者 魏凌峰 赵丽 +4 位作者 袁国梁 杨青巍 刘子豪 朱人杰 温昕澄 《核聚变与等离子体物理》 北大核心 2025年第4期381-387,共7页
针对在国际热核聚变实验堆(ITER)运行参数下的聚变堆中子通量测量,设计并研制了一套具备一定耐辐照能力的宽量程中子通量监测(NFM)系统。该系统采用裂变室对聚变中子进行探测,后端电子设备主要由前置放大器、信号处理单元、高稳定性程... 针对在国际热核聚变实验堆(ITER)运行参数下的聚变堆中子通量测量,设计并研制了一套具备一定耐辐照能力的宽量程中子通量监测(NFM)系统。该系统采用裂变室对聚变中子进行探测,后端电子设备主要由前置放大器、信号处理单元、高稳定性程控电源和温度监测单元等组成。目前,NFM系统电子学原型部件已完成研制,完成了信号调理、鉴别、采样和处理的全链路调试。在HL-2A装置上对该系统的验证实验结果与预期的一致,表明该系统满足设计要求。 展开更多
关键词 聚变堆 中子通量监测 电子学部件
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ITER PF6大型超导磁体线圈吊装精密准直测量关键技术 被引量:1
6
作者 顾永奇 郑元阳 +4 位作者 袁忠 王琳 邓磊 李志虎 ITER TAC1项目联合体团队 《核聚变与等离子体物理》 北大核心 2025年第1期19-26,共8页
PF6超导磁体线圈是ITER装置上首个吊装且重量最重的磁体线圈,其吊装精度直接影响后续部件的安装。根据ITER总装厂房和装置大厅的结构状况、基准分布和通视条件等,通过对线圈吊具负载变形测试、吊装测试、线圈方位调整、吊装路径、最终... PF6超导磁体线圈是ITER装置上首个吊装且重量最重的磁体线圈,其吊装精度直接影响后续部件的安装。根据ITER总装厂房和装置大厅的结构状况、基准分布和通视条件等,通过对线圈吊具负载变形测试、吊装测试、线圈方位调整、吊装路径、最终定位等阶段的准直测量过程进行的模拟测量分析,简化了测量方案,优化了准直测量关键步骤,保证了ITER TAC1项目进度。实现了PF6线圈一次性吊装落位精度±4mm的要求,经评估测量不确定度为0.66mm,满足ITER公差与测量不确定度比值不小于5的准则要求。 展开更多
关键词 ITER PF6线圈 精密吊装 准直测量 测量模拟分析
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大型低温测试平台绝热支撑腿的结构设计与性能分析
7
作者 吴清浩 杨庆喜 史根木 《真空科学与技术学报》 北大核心 2025年第11期957-963,共7页
环向场(Toroidal Field,TF)和极向场(Poloidal Field,PF)磁体是国际热核聚变实验反应堆(International Thermonuclear Experimental Reactor,ITER)的关键部件。在超导磁体低温测试平台(Magnet Cryogenic Test Bench,MCTB)中进行TF和PF... 环向场(Toroidal Field,TF)和极向场(Poloidal Field,PF)磁体是国际热核聚变实验反应堆(International Thermonuclear Experimental Reactor,ITER)的关键部件。在超导磁体低温测试平台(Magnet Cryogenic Test Bench,MCTB)中进行TF和PF磁体性能验证时,需要支撑腿为磁体提供结构支撑。为了避免支撑腿对磁体施加过大的热负荷,影响实验结果,支撑腿的绝热结构设计显得尤为重要。基于TF和PF磁体的结构特点,文章采用了两种不同形式的支撑腿结构,并使用独立冷却板并辅以G10绝缘板作为支撑腿的绝热结构。为验证支撑腿绝热结构的性能,利用Fluent软件对液氦出口温度进行了数值模拟,并将模拟获得的液氦平均温度施加于流道壁面,结合Workbench稳态热模型计算磁体所承受的热负荷。仿真结果表明,支撑腿绝热结构的设计满足其绝热性能要求,为大型低温装置支撑系统的绝热结构设计与性能验证提供了参考依据。 展开更多
关键词 国际热核聚变实验反应堆 大型低温测试平台 绝热结构 有限元分析
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CFETR排灰气处理系统钯膜分离器的参数敏感性分析
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作者 吴宜辉 崔世杰 +1 位作者 郑善良 刘松林 《核聚变与等离子体物理》 北大核心 2025年第2期149-155,共7页
由于不同氢同位素在钯膜上的渗透率存在差异,初步讨论了利用这一特性对氚燃料进行富集的理论可行性。基于中国工程物理研究院针对中国聚变工程试验堆(CFETR)托卡马克排灰气处理(TEP)系统设计的钯膜分离器,构建了多节点钯膜数学模型,对... 由于不同氢同位素在钯膜上的渗透率存在差异,初步讨论了利用这一特性对氚燃料进行富集的理论可行性。基于中国工程物理研究院针对中国聚变工程试验堆(CFETR)托卡马克排灰气处理(TEP)系统设计的钯膜分离器,构建了多节点钯膜数学模型,对不同进气氘氚比例、进气侧压力、氦灰和其它杂质气体含量以及进气侧流量等参数开展了敏感性分析,详细研究了其对钯膜氚处理能力的影响。结果表明,通过合理的控制进气侧流量与压力,钯膜分离器能够用于调整排灰气中的氘氚比例,达到富集氚燃料的效果。 展开更多
关键词 CFETR 钯膜分离器 参数敏感性分析
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ITER冷屏汇集管道临时支撑设计与分析
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作者 杨璐旭 杨印 江涛 《核聚变与等离子体物理》 北大核心 2025年第3期317-323,共7页
为解决安装ITER装置冷屏汇集管道时无法维持管道相对安装位置的问题,提出一种满足管道安装位移要求、提高后续工序安装精度的管道临时支撑设计。运用仿真模拟软件对该临时支撑进行输入条件下和正常条件下的结构分析,结果显示该设计完全... 为解决安装ITER装置冷屏汇集管道时无法维持管道相对安装位置的问题,提出一种满足管道安装位移要求、提高后续工序安装精度的管道临时支撑设计。运用仿真模拟软件对该临时支撑进行输入条件下和正常条件下的结构分析,结果显示该设计完全满足设计要求,保证了ITER装置现场后续安装的进度。 展开更多
关键词 机械设计 结构分析 管道临时支撑
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聚变堆多功能重载维护机械臂关节驱动策略研究
10
作者 孙拥军 胡南南 +3 位作者 程勇 潘洪涛 程羊 张俊 《电力科学与工程》 2025年第4期21-27,共7页
多功能重载维护机械臂长9 m,末端负载2.5 t,主要用于以蛇形姿态搭载工具进行维护操作。针对工业常用同步控制方式难以实现重载机械臂关节多电机转矩协同的问题,提出了主从控制加转矩限幅的策略。该策略通过设定主轴转矩对从轴转矩进行限... 多功能重载维护机械臂长9 m,末端负载2.5 t,主要用于以蛇形姿态搭载工具进行维护操作。针对工业常用同步控制方式难以实现重载机械臂关节多电机转矩协同的问题,提出了主从控制加转矩限幅的策略。该策略通过设定主轴转矩对从轴转矩进行限幅,并设置从轴速度附加值使从轴电流环饱和,从而提升从轴的转矩响应速度,实现快速转矩跟随。为验证策略的有效性,设计了测试平台,对比了工业常用同步控制方式与主从控制加转矩限幅策略的性能。测试结果表明,主从控制加转矩限幅策略在转矩同步性能上显著优于工业常用方式,转矩同步误差降低了95.7%。 展开更多
关键词 重载机械臂 遥操作系统 多电机同步 关节驱动 核环境
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基于SDC-IC准则的T管氦冷偏滤器单元结构优化分析
11
作者 胡华枫 王晓涛 +2 位作者 周晓剑 彭慧 栗再新 《核安全》 2025年第2期70-78,共9页
偏滤器是聚变堆中承受高热负荷的主要部件之一,被用于处理等离子体排出时的高热负荷,因此,偏滤器的设计对于聚变装置的稳定运行至关重要。在T管氦冷偏滤器单元结构中,钨被用于钨瓦结构以承受大量的热负荷,氦气作为冷却剂带走钨瓦表面的... 偏滤器是聚变堆中承受高热负荷的主要部件之一,被用于处理等离子体排出时的高热负荷,因此,偏滤器的设计对于聚变装置的稳定运行至关重要。在T管氦冷偏滤器单元结构中,钨被用于钨瓦结构以承受大量的热负荷,氦气作为冷却剂带走钨瓦表面的热量。为确保偏滤器在高热运行工况下的稳定性,本文基于SDC-IC准则对优化前后偏滤器单元的机械性能开展了分析对比评估。分析结果表明,优化后的T管氦冷偏滤器单元结构性能更好,其结果为未来偏滤器的热—结构分析工作提供参考。 展开更多
关键词 T管偏滤器单元 SDC-IC准则 热—机械性能分析 结构优化
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超汽化换热通道结构优化与性能分析
12
作者 陈雪梅 张海舰 +1 位作者 鲁铭翔 程凯 《南京理工大学学报》 北大核心 2025年第1期15-24,共10页
超汽化结构为解决聚变堆偏滤器靶板的冷却问题提供了有效解决方案。该文在传统超汽化通道结构的基础上,添加了横向(垂直于流向)和纵向(平行于流向)的矩形微通道,并通过数值模拟研究了通道的温度分布、流型变化及换热性能。结果表明,与... 超汽化结构为解决聚变堆偏滤器靶板的冷却问题提供了有效解决方案。该文在传统超汽化通道结构的基础上,添加了横向(垂直于流向)和纵向(平行于流向)的矩形微通道,并通过数值模拟研究了通道的温度分布、流型变化及换热性能。结果表明,与平板型超汽化通道相比,集成横向微通道的超汽化通道和集成纵向微通道的超汽化通道的加热面平均温度分别降低128.5 K和113.6 K,平均换热系数分别提升35.5%和30.1%,综合换热性能分别提升34.9%和37.8%。该文研究为超汽化换热通道的结构设计优化提供了有效的借鉴方法和参考依据。 展开更多
关键词 微通道 超汽化 沸腾换热 高热流密度 偏滤器靶板
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基于测量数据的虚拟装配技术在ITER校正场线圈装配中的应用
13
作者 袁忠 顾永奇 +3 位作者 郑元阳 王琳 邓磊 马国江 《核聚变与等离子体物理》 北大核心 2025年第2期212-219,共8页
ITER底部校正场线圈(BCC)的预装配是继PF6/PF5线圈预装配后,ITER总装现场又一个大型磁体线圈装配的关键里程碑。由于BCC将预装在PF6和馈线环之间,装配间隙狭小,以及其自身形状的不规则性和装配精度要求高等因素,导致BCC的吊装定位成为... ITER底部校正场线圈(BCC)的预装配是继PF6/PF5线圈预装配后,ITER总装现场又一个大型磁体线圈装配的关键里程碑。由于BCC将预装在PF6和馈线环之间,装配间隙狭小,以及其自身形状的不规则性和装配精度要求高等因素,导致BCC的吊装定位成为施工难点。因而发展了基于准直测量数据的虚拟装配技术。根据ITER预装大厅内已安装部件的空间位置测量数据、基准分布和通视条件,利用BCC交付时的轮廓测量数据,对线圈及支撑进行虚拟分析和位置调整,优化吊装路径,模拟分析吊装测量过程,并合理规划装配间隙,以保证线圈的吊装安全和准确定位。6个BCC的成功预装,验证了基于测量数据的虚拟装配技术的可行性。 展开更多
关键词 ITER底部校正场线圈 虚拟装配 准直测量 测量模拟分析
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整体式空腔靶制备工艺 被引量:17
14
作者 黄燕华 郑永铭 +5 位作者 李秀琴 陆晓明 唐永建 周兰 罗青 袁光辉 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第4期323-325,共3页
空腔靶是惯性约束聚变( I C F)研究中间接驱动靶的主要靶型之一,它由精密车削微加工工艺结合电镀工艺完成。
关键词 惯性约束聚变 空腔 微加工 电镀 驱动靶
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聚变驱动次临界堆双冷嬗变包层热工水力学参数设计与分析 被引量:21
15
作者 汪卫华 吴宜灿 +2 位作者 王红艳 柯严 黄群英 《核科学与工程》 CSCD 北大核心 2004年第1期93-96,92,共5页
聚变驱动次临界堆双冷嬗变包层是一个以氦气和液态金属LiPb为冷却剂,以嬗变核废料为主要目的的多功能包层。依据功率平衡模型对不同工况优化的基础上,对该包层热工系统参数进行了设计分析。采用三维商用计算流体力学程序对第一壁和高功... 聚变驱动次临界堆双冷嬗变包层是一个以氦气和液态金属LiPb为冷却剂,以嬗变核废料为主要目的的多功能包层。依据功率平衡模型对不同工况优化的基础上,对该包层热工系统参数进行了设计分析。采用三维商用计算流体力学程序对第一壁和高功率密度区中液态LiPb的流场进行数值模拟计算,给出了优化的典型热工水力参数。 展开更多
关键词 聚变驱动 次临界堆 双冷嬗变包层 热工水力学 参数设计
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FAIR收集环超导二极磁体支撑设计与热负荷分析 被引量:9
16
作者 朱银锋 武松涛 +2 位作者 吴维越 徐厚昌 刘常乐 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2008年第3期218-222,共5页
为保证FAIR收集环(Collector ring-CR)超导二极磁体工作过程中的磁场位形符合设计要求,同时保证由磁体支撑带来的热负荷小于设计要求,用CATIA软件建立了不同结构的磁体支撑3D模型,并用ANSYS有限元分析软件对建立的模型进行了低温热负荷... 为保证FAIR收集环(Collector ring-CR)超导二极磁体工作过程中的磁场位形符合设计要求,同时保证由磁体支撑带来的热负荷小于设计要求,用CATIA软件建立了不同结构的磁体支撑3D模型,并用ANSYS有限元分析软件对建立的模型进行了低温热负荷分析和结构分析。通过比较分析的结果和对磁体支撑结构进行的进一步优化,确定了316LN+G10材料的支撑结构,为收集环超导二极磁体工程制造提供了参考。 展开更多
关键词 收集环 超导二极磁体 有限元分析 热负荷
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聚变驱动次临界堆双冷嬗变包层第一壁结构热应力计算与分析 被引量:6
17
作者 柏云清 汪卫华 +2 位作者 王红艳 陈红丽 吴宜灿 《核科学与工程》 CSCD 北大核心 2004年第3期277-281,共5页
使用有限元程序对聚变次临界堆双冷嬗变包层第一壁进行数值模拟 ,给出不同载荷条件下的温度场和应力场分布 ,结果证明典型氦气系统设计满足热工要求。依据数值模拟结果对第一壁氦气载热能力进行分析 ,并考虑了流道形状对结构热应力的影响。
关键词 次临界堆 双冷嬗变包层 聚变驱动 氦气 热能 热应力计算 热工 流道 数值模拟 温度场
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聚变驱动次临界堆双冷嬗变包层材料活化计算与分析 被引量:5
18
作者 黄群英 陈明亮 +3 位作者 彭蕾 朱晓翔 陈义学 吴宜灿 《核科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2004年第3期269-276,共8页
对聚变驱动次临界堆 (FDS Ⅰ )包层进行了材料活化计算与分析。利用多功能中子学程序系统VisualBUS1 .0及多群数据库HENDL1 .0 /MG进行中子输运计算 ,以获得包层各个功能区的中子注量率能谱 ;在此基础上 ,使用欧洲活化计算程序FISPACT及... 对聚变驱动次临界堆 (FDS Ⅰ )包层进行了材料活化计算与分析。利用多功能中子学程序系统VisualBUS1 .0及多群数据库HENDL1 .0 /MG进行中子输运计算 ,以获得包层各个功能区的中子注量率能谱 ;在此基础上 ,使用欧洲活化计算程序FISPACT及IAEA聚变活化数据库FENDL/A 2 .0分别对停堆初期包层不同功能区的剂量率水平和衰变余热水平、停堆后期结构材料与氚增殖剂 /冷却剂的活化性能及其杂质的控制要求进行了计算及分析。 展开更多
关键词 次临界堆 聚变驱动 双冷嬗变包层 停堆 中子学 中子注量率 IAEA 活化 初期 增殖
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薄壁玻璃微球制备工艺 被引量:6
19
作者 魏胜 李秀琴 +2 位作者 汪小琳 师韬 杜守德 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第4期326-327,336,共3页
叙述了玻璃溶液浓度、发泡剂加入量、液滴炉各温区温度和抽气速度等因素对制备空心玻璃微球壁厚的影响,确定了制备1 μm 以下超薄壁空心玻璃微球的工艺条件。
关键词 薄壁玻璃微球 液滴法 发泡剂 制备
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ITER重力支撑的制造设计、认证测试及关键技术研究 被引量:4
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作者 张腾 张博 +6 位作者 王宇 李鹏远 何祖娟 魏海鸿 孙振超 侯炳林 康道安 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第4期265-269,共5页
重力支撑(GS)作为国际热核聚变实验堆(ITER)磁体支撑系统的关键部件,不但要承受环向场超导磁体净重以及交变的电磁载荷,同时还需隔离来自杜瓦环的热量以维持环向场超导线圈的热稳定性。本文通过有限元分析和工程测试验证了GS结构设计的... 重力支撑(GS)作为国际热核聚变实验堆(ITER)磁体支撑系统的关键部件,不但要承受环向场超导磁体净重以及交变的电磁载荷,同时还需隔离来自杜瓦环的热量以维持环向场超导线圈的热稳定性。本文通过有限元分析和工程测试验证了GS结构设计的可靠性;通过换热分析和真空热交换效率测试验证了热锚连接结构的可靠性;通过全尺寸螺栓77 K疲劳测试验证了螺栓原型件的疲劳性能。在随后的制造过程中,使用液压拉伸器和研制的高精度螺栓伸长量测量装置对所有的螺栓进行了均匀、精确地紧固。真空正压氦检漏的测试结果证明了GS的泄漏率远低于ITER的要求。基于以上工程测试的结果,本文设计的GS的结构是可行的且能运用于ITER装置中。 展开更多
关键词 国际热核聚变实验堆(ITER) 重力支撑(GS) 原型件测试 换热效率测试 高精度预紧 真空正压氦检漏
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