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聚变装置磁体电源系统直流开关技术研究

聚变装置磁体电源系统直流开关技术研究

作者：白小龙华中科技大学

学位级别：硕士

直流开关作为聚变装置磁体电源系统的关键部件,应用于建立等离子体电流和保护磁体线圈。ITER及未来聚变装置要求直流开关具有极高的电压、电流、寿命参数。ITER直流开关参考方案目前仍处于研制和测试阶段,但我国并未参与到该项研制工作... 详细信息

直流开关作为聚变装置磁体电源系统的关键部件,应用于建立等离子体电流和保护磁体线圈。ITER及未来聚变装置要求直流开关具有极高的电压、电流、寿命参数。ITER直流开关参考方案目前仍处于研制和测试阶段,但我国并未参与到该项研制工作中。考虑到我国未来聚变装置对直流开关的需求,本文在消化吸收ITER直流开关参考方案的基础上,开展聚变装置磁体电源系统直流开关技术研究,为我国未来聚变装置直流开关的设计提供参考。具体内容如下:本文在消化吸收了ITER直流开关参考方案关键技术的基础上,提出了一种聚变装置磁体电源系统直流开关的设计方案;通过串联晶闸管,提高了直流开关的耐压能力;通过机械开关主触头设计,提高了机械开关的载流能力;通过直流开关安装结构和并联方式的设计,降低了燃弧时间,抑制了电弧电压,提高了机械开关寿命;进行了晶闸管载流能力的计算;通过晶闸管人工电流零点电路的设计,提高了晶闸管关断可靠性;通过并联均压电阻的方式,确保了串联晶闸管的电压均衡。基于Simulink建立了设计方案的暂态仿真模型,通过仿真分析,初步验证了设计方案的可行性。本文针对设计方案机械开关对高速操动机构的需求,提出了以电磁斥力机构作为其操动机构的方案,对电磁斥力机构的结构参数进行设计,利用Ansoft仿真模型验证了设计参数的可行性,分析了电磁斥力机构设计参数对于其出力特性的影响,针对电磁斥力机构对高性能缓冲器的需求,提出了以液压缓冲器作为其缓冲装置的方案。本文提出的聚变装置直流开关的设计方案,在理论上满足技术要求的前提下,具有较高的经济性和可靠性,对我国未来聚变装置直流开关的设计具有一定的参考意义。

关键词： ITER 聚变装置直流开关电磁斥力机构

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高温超导体在未来聚变装置中的应用

低温与超导 2004年第3期32卷 48-52,47页

作者：侯炳林朱学武核工业西南物理研究院成都610041

简要地介绍了磁约束托卡马克装置中用超导磁体代替常规磁体的发展方向 ;叙述了可能用在聚变中的两类高温超导材料 ,并讨论了托卡马克磁体对高温超导体的特殊要求 ;描述了高温超导体的聚变应用进展 ;介绍了高温超导电流引线以及 A- SSTR... 详细信息

简要地介绍了磁约束托卡马克装置中用超导磁体代替常规磁体的发展方向 ;叙述了可能用在聚变中的两类高温超导材料 ,并讨论了托卡马克磁体对高温超导体的特殊要求 ;描述了高温超导体的聚变应用进展 ;介绍了高温超导电流引线以及 A- SSTR2反应堆高温超导环场 (TF)

关键词：超导托卡马克高温超导体高温超导电流引线环场线圈聚变装置

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HL-1 聚变装置中子发射实验研究

原子能科学技术 1998年第4期32卷 310-316页

作者：龚定夫董贾福陈家富杨洪儒王恩耀核工业西南物理研究院

采用ＺｎＳ（Ａｇ）闪烁计数器，经标准中子源刻度校正后，测量ＨＬ－１（中国环流器一号）聚变装置的中子演化和中子产额；同时用活化箔法（１１５Ｉｎ）和原子核乳胶法测量中子产额。在真空室充氘和电子回旋共振加热（ＥＣＲＨ）时，... 详细信息

采用ＺｎＳ（Ａｇ）闪烁计数器，经标准中子源刻度校正后，测量ＨＬ－１（中国环流器一号）聚变装置的中子演化和中子产额；同时用活化箔法（１１５Ｉｎ）和原子核乳胶法测量中子产额。在真空室充氘和电子回旋共振加热（ＥＣＲＨ）时，３种方法同时测量，确证ＨＬ－１每放电１次发射中子数平均为（３．４１±０．５０）×１０１０。得到欧姆加热、ＥＣＲＨ、改进约束放电（ＩＯＣ）和弹丸注入等放电实验中的中子演化。在分子束注入和偏压电极（ＥＰＰ）放电实验中，产生中子较少或很少。观察部分放电方式产生的中子产额Ｎ和硬Ｘ射线产额ＨＸ间有线性关系Ｎ＝ａＨＸ－ｂ，其中，ａ和ｂ是与装置运行方式有关的常数。

关键词：聚变中子中子产频中子能量聚变装置

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聚变装置用石墨材料的研究动向

新型炭材料 1996年第3期11卷 27-30页

作者：宋进仁翟更太刘朗中国科学院山西煤炭化学研究所

聚变装置用石墨材料的研究动向宋进仁翟更太刘朗（中国科学院山西煤炭化学研究所，太原０３０００１）０前言早期的聚变装置，其限制器和壁保护材料多用高熔点金属和金属碳化物。随着聚变装置向大型化发展，反应温度提高，对限制器和壁... 详细信息

聚变装置用石墨材料的研究动向宋进仁翟更太刘朗（中国科学院山西煤炭化学研究所，太原０３０００１）０前言早期的聚变装置，其限制器和壁保护材料多用高熔点金属和金属碳化物。随着聚变装置向大型化发展，反应温度提高，对限制器和壁保护材料性能提出了更高的要求，早期...

关键词：聚变装置石墨材料

适用于聚变装置偏滤器部件的高热负荷测试平台真空腔体系统设计

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核聚变与等离子体物理 2021年第3期41卷 258-263页

作者：李波卯鑫徐淑玲沈俊松尹洲李强王万景雷明准中国科学院等离子体物理研究所合肥230031

对托卡马克聚变装置偏滤器的高热负荷测试平台真空腔体系统进行了结构设计,其中包括真空室、真空抽气系统、部件调节机构、小型水冷系统和电子枪操作平台,利用Ansys对真空室主体结构的合理性和可靠性进行了验证。模拟结果表明:真空室外... 详细信息

对托卡马克聚变装置偏滤器的高热负荷测试平台真空腔体系统进行了结构设计,其中包括真空室、真空抽气系统、部件调节机构、小型水冷系统和电子枪操作平台,利用Ansys对真空室主体结构的合理性和可靠性进行了验证。模拟结果表明:真空室外壁温度不超过50℃,真空室及其支撑上的最大应力分别为134.49MPa和48.76MPa,满足许用应力3S_(m)值620MPa的要求。

关键词：聚变装置偏滤器高热负荷测试平台

德国仿星器聚变装置用巴布科克诺尔公司的技术首次产生氢等离子体

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低温与超导 2016年第6期44卷 93-94页

2016年2月3日，位于德国东北部城市格赖夫斯瓦尔德（Greifswald）的仿星器聚变反应设备“螺旋石7-X”（W7-X）首次制造出氢等离子体，这是实现受控核聚变研究的一个重要里程碑。

关键词：氢等离子体聚变装置仿星器德国技术受控核聚变反应设备东北部

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聚变装置用的数据采集系统

国外核聚变与等离子体应用 1994年第5期 30-40页

作者： Hare.,PC 邓慧忱

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聚变装置的低Z材料薄膜

国外核聚变与等离子体应用 1991年第5期 20-39页

作者： Waelb.,F

聚变装置ICRF传输线周围电磁场的研究与测量

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安全与电磁兼容 2013年第4期 36-39页

作者：朱崇铭王鹏王勇潘超郑龙贵国网电力科学研究院中国科学院等离子体物理研究所

针对EAST实验装置中ICRF辅助加热系统传输线周围电磁场对采样信号的干扰,首先研究了ICRF传输线周围电磁场的形成机理;其次对ICRF传输线周围的电场强度进行了测量并绘制了ICRF传输线周围电场强度分布图;最后提出了预防ICRF传输线周围电... 详细信息

针对EAST实验装置中ICRF辅助加热系统传输线周围电磁场对采样信号的干扰,首先研究了ICRF传输线周围电磁场的形成机理;其次对ICRF传输线周围的电场强度进行了测量并绘制了ICRF传输线周围电场强度分布图;最后提出了预防ICRF传输线周围电磁场干扰的可行性方法。这些测量数据和研究结果对研究ICRF传输线周围电磁场产生的干扰和其抑制方法具有重要的理论意义和实用价值。

关键词：聚变装置 ICRF传输线电场测量电磁干扰