HL-2A装置LHCD天线波谱测量与数值计算

用网络分析仪对HL 2A装置LHCD天线阵列子波导间的相位差,子波导间的相对功率和各主波导的电压驻波比等参数进行了测量。用测量值代入程序计算得到的波谱与理论计算的结果进行比较,表明天线发射的波谱与数值计算基本一致,能满足将要在HL 2A进行的LHCD实验。

ITER辉光放电电极的冷却计算

对清洗放电时ITER辉光放电电极采用水冷和气冷条件下的电极冷却进行了计算。当辉光放电清洗功率为9000W，冷却水的流速为4～6m·S^-1，入口温度为室温25℃时，电极的温升不会超100℃。当冷却媒介为氦（He），速度为300m·S^-1，入口温度为室温25℃时，最高温度不会超过200℃。计算表明，当仅仅考虑因辉光放电电功率所导致电极发热时，水冷可以满足电极辉光放电时的冷却要求。

HL-1M装置ICRF加热实验中RF波对MHD的影响

研究了HL 1M装置离子回旋共振频率加热实验中RF波对MHD的影响。软X射线观测结果表明 ,注入RF波会诱发锯齿。在有些放电中 ,也观察到RF波有抑制锯齿振荡和蛇形扰动的现象。RF波注入期间 ,观察到边缘等离子体密度和Dα 辐射下降 ,中心密度增加。马赫探针数据的分析和计算表明 。

HL-1M装置ICRH天线设计及最佳耦合研究

本文对HL-1M装置离子回旋共振加热(ICRH)天线设计及最佳耦合研究所采用的数值计算公式进行了推导。对天线耦合有重要作用的特征电阻R、特征电感L和特征电容C进行了数值计算。讨论了天线几何尺寸,等离子体参数对ICRH的影响,比较了3维和2维数值计算的结果,从中得到了HL-1M条件下最佳功率耦合的天线几何参数和设计的指导原则。

D_2及高浓度H_2/CH_4辉光放电

D_2辉光放电实验的目的旨在进一步了解辉光放电清除水的机制,弄清辉光放电清洗时,高本底H_2与质谱仪中离子源反应生成H_2影响质谱仪分析的情况。实验是在FY-I装置(异形截面环流器)上进行的,装置结构见文献[2]。实验安排与预试环上进行的实验大致相同。重水(D_2O)在相对净化的氢纯化器内电解后,生成D_2(氘)经压电晶体阀控制输入。

HL-1M装置的ICRH系统

介绍了HL-1M装置的ICRH系统的主要性能指标 ,调试获得了频率 2 8～ 36MHz、脉宽4 0～ 6 0ms、0 8MW的输出功率。测试了RF天线的频率特性。ICRH系统已在HL 1M装置上运行 ,并取得了初步的实验结果。

HL-1M装置离子回旋共振加热系统及初步实验

新建成的HL1M装置离子回旋共振加热(ICRH)射频系统,经工程联调,已达到输出功率500kW、脉宽100ms、频率26～36MHz。在环向场BT=2T、等离子体电流Ip=150kA、电子密度ne=(1～5)×1013cm-3条件下,首次对HL1M装置以氢为少数粒子的氘等离子体进行了离子回旋共振加热实验,使电子温度上升了20%。

HL-2A装置ECRH系统的新天线设计

应用准光学原理设计了HL-2A装置电子回旋共振加热(ECRH)系统新的集束天线,该天线能使4束68GHz/500kW/1s电子回旋波通过椭球镜聚焦和平面镜的反射,从一个直径350mm装置窗口同时注入托卡马克,对等离子体实现加热。根据基模高斯束的传播原理得出,在装置环向横截面中心处单条波束的功率密度为158MW·m-2,功率密度降为中心密度的1/e2的半径为31.7mm,微波束经过镜面聚焦和反射产生的欧姆损失和衍射损失分别为0.27%和0.64%。利用有限元分析软件Ansys对镜面进行热分析得到,在1s脉冲载荷下最大镜面温升仅为0.47℃,镜面可以自然冷却。

HL-2M装置低杂波天线子波导设计与波谱计算

HL-2M装置低杂波天线被设计为多栅阵列天线,天线由4行波导组成,每行32个子波导。子波导宽度为0.99cm,壁厚0.3cm,相邻子波导相差取90°。计算得到的反射系数R=0.0261,N||峰值中心为2.375。边缘等离子体电子密度梯度对波谱峰值中心位置没有影响,波峰相对宽度则随之增大而减小。在边缘等离子体电子密度梯度▽ne=2×1012cm-4的情况下,相邻子波导相差为81°时,天线方向性系数最好,为0.2010;反射最小,为0.0223,此时波谱峰值中心为2.125。

HL-2A装置低杂波系统真空性能分析

HL-2A装置的1MW低杂波电流驱动系统在单只速调管的条件下进行了系统的工程调试。建立了低杂波真空系统,天线真空度为2.3Pa,传输系统真空度为4.30×102Pa,天线对装置的漏率为1.675×10-4Pa?m3.s-1。采用低真空条件下充气的方法提高了系统的功率传输能力,有效地降低和避免了打火情况的发生,初步分析了低杂波系统的真空性能以及对HL-2A装置真空的影响。

HL-2A装置电子回旋打火保护系统设计

电子回旋打火保护系统由打火弧光探测器、A/D转换单元和逻辑处理单元组成。弧光探测器响应时间小于2μs,A/D转换单元和逻辑处理单元响应时间小于1μs。打火保护系统输出保护信号关断各供电电源的响应时间小于20μs。

HL-2A装置烘烤时LHCD系统的应力分析

测量了HL-2A装置烘烤期间由于温度变化引起的LHCD天线系统位移,得到了装置真空室达到最高的温升112℃时的真空室和天线的总的最大位移为3.47mm,其中天线系统自身的位移为0.9mm。根据这个位移,定性地算出LHCD系统中可能产生的应力。据此,分析了烘烤对LHCD系统带来的影响以及提出了可能采取的缓解措施。

The Numerical Calculation and Analysis of the Spectrum of Lower-Hybrid Waves Launched by Grill-Type Antenna on HL-2A

The LHCD antenna that will be used in LH-2A is the original one used in LH-1M, which will be modified. We measured the feature of the antenna, including the reflection of main waveguide, VSWR, the phase shift between the adjacent sub-waveguides and so on. The paper describes the measured results and spectrum calculation based on the measured parameters. From the works we can assess our antennas correctly, which will be useful in LHCD experiment on HL-2A in the years to come.

HL-2A装置LHCD多节发射天线阵波谱的数值计算与分析

即将在HL-2A装置上使用的LHCD实验的天线是原来在HL-1M装置上使用并经过改进的天线。我们对多节发射天线阵各子波导间的相位、各主波导的反射系数和驻波比等参数进行了测量。本文介绍了对多节发射天线阵的各子波导间相差，主波导电压驻波比等参数的测量，及用这些值与理论值计算波谱的结果进行了比较，从而对天线系统有一个正确的认识和评价。这些测量无疑对将来的天线设计和在HL-2A装置上进行LHCD实验分析都是十分有益的。

HL-2A 装置ECRH系统阳极回路的计算与分析

频率为68GHz，总功率为1．7MW（4只管子）的电子回旋共振加热系统（ECRH）已经在HL-2A装置上建成。在2004年的工程调试中频繁出现的一个问题是，阳极电压回路在电源接通瞬间出现电流尖峰。这个峰值可以比电路中正常电流大得多，有时甚至为其几倍。频繁的触发严重影响了调制器保护电路的正常工作和电子回旋管的调试进度。本文给出了ECRH供电回路的一组解析方程，用来分析阳极回路出现的问题。基于这组公式编辑的程序进行的数值模拟计算结果和示波器记录的波形是精确地吻合的。计算结果和分析表明，当回路中电源电压一定时，电流峰值与回路中电缆的特征电容C、阳极电压上升沿的斜率和电感有关。减小电缆的特征电容C，减缓电压的上升沿可有效地消除电流尖峰的影响。

HL-2A装置低杂波系统真空性能分析

低杂波电流驱动系统在2004年经过改造完成了重建工作，并在HL-2A装置上用单只速调管输出300～400kW的微波功率系统进行了工程调试。针对大功率微波的传输和发射，微波的局部打火和拉弧，低杂波传输线和天线作了相应的技术改造，设计了相对独立的真空系统，具备了抽气和充气的能力。

HL-2A装置烘烤对LHCD系统的影响

1引言 在受控核聚变研究中，托卡马克装置在进行物理实验前须对其真空室进行烘烤除气，以达到物理实验所需的本底真空度和较低的杂质水平。HL-2A装置对真空室及其内部构件的烘烤采用过热水循环加热的方法.此烘烤过程的可控性和温度均匀性都较好。因水的热容量较大，可防止因意外断电引起真空室温度的骤变和可能导致的真空泄漏等问题．

HL-2A装置低杂波加热实验系统的微机控制与数据采集设计方案

为了对等离子体与波的相互作用进行研究，在HL-2A装置中将开展低混杂波电流驱动和电子回旋加热实验，拟采用微机控制。同时为了使波加热实验简便、灵活，确保装置放电时人身安全和设备安全必须实施微机控制。HL-2A装置上低杂波加热实验系统微机控制主要任务是监视整个系统的运行状态、控制整个系统放电过程的时序、保护系统的逻辑控制以及与中央控制系统的通信联络等。