国际聚变堆ITER装置电源系统综述

介绍了国际热核聚变堆(ITER)装置的电源系统设计,包括超导磁体电源系统、常规内部线圈电源系统、微波加热电源系统和中性粒子注入系统电源系统,以及超导托卡马克装置的电源系统独特的负载特性和技术要求,最后对中国承担的电源采购包内容和进展也进行了简要介绍。

基于国际热核聚变试验堆项目的智能变电站预制式电气舱分析

国际热核聚变试验堆(ITER)是一个磁约束核聚变装置,基于该装置的高压变电站的二次设备采用预制式电气舱进行集成,适应当前国家电网智能化建设的趋势,是国内变电站研究和发展的主要方向。对ITER脉冲高压变电站(PPEN)预制式电气舱设计进行了分析,预制式电气舱通过箱式封装和电气设备模块化集成,实现了二次设备优化组合和"即插即用",同时充分考虑到舱内通风、照明、温湿度控制、屏柜电缆布置等因素,在实际应用中大大降低了安装和运营成本。

ITER脉冲功率变电站一次系统研究与实现

介绍了国际热核聚变堆(ITER)装置的脉冲功率变电站(PPEN)一次系统的设计,包括主变压器、400kV/66kV/22kV这3个电压等级的断路器、隔离开关、互感器、避雷器、母线等的技术要求和选型设计。然后对PPEN系统进行了仿真分析,结果证明PPEN一次系统满足ITER运行的要求。最后对PPEN中方采购包的进展和后续工作进行了简要介绍。

ITER送气系统穿透结构设计

介绍了作为ITER气体加料系统关键技术之一的管道穿透结构的设计工作进展,给出了偏滤器窗口延伸部分和低温冷屏以及上窗口延伸部分和环向真空封闭法兰的管道穿透结构设计和初步分析结果。

ITER PPEN 66kV电压互感器设计及误差补偿分析

本文中作者对PPEN(脉冲功率电网)66kV电压互感器进行了设计,给出了电压互感器额定磁密和爬电距离选择方法,并分析了引起电压互感器误差的主要原因。

ITER磁体重力支撑系统的应力强度分析

用ANSYS有限元软件,分析了ITER重力支撑系统的静力情况。采用实体单元建立有限元模型,分析了磁体重量、热载荷、地震和电磁力多种工况下的应力分布及位移变形,获得的最大应力强度和最大位移均在许用应力及允许位移范围内。为进一步优化ITER重力支撑系统提供了重要的参考数据。

氢同位素组合靶丸消融率的同位素修正

国际热核聚变堆(ITER)的芯部加料问题是非常困难的。必须找到某些新的改善芯部加料的机制和新的靶丸注入方式。我们研究了5种氢同位素组合的固态靶丸H2，HD，D2，DT，T2在聚变等离子体中消融过程的同位素修正机制。Parks等人研究了高场侧注入的靶丸消融物质在托卡马克中由于VE产生的径向位移。我们用他们的模型对ITER设计参数作了数值计算。结果表明ITER芯部加料的困难问题有了转机。我们将在另一篇文章中讨论。本文主要介绍5种氢同位素组合固态靶丸消融率的同位素修正对芯部加料效率的影响。

Isotope Effects of Solid Hydrogenic Pellet Ablation in Fusion Plasma

The isotope effects of ablation processes in fusion plasma for five combinations of solid isotopic hydrogenic pellets H2, HD, D2,DT, T2 have been first time studied. The resuits show that the modifications caused by isotope effects for pellet erosion speeds range from 1 for hydrogen pellet down to 0. 487 for tritium pellet and are not negligible in ablation rate calculations. These effects lead to deeper mass deposition and improved core fueling efficiency.

青春IN词

2022年10月19日,我国新一代“人造太阳”——中国环流器二号M装置(HL-2M)科学研究再获新进展,HL-2M等离子体电流突破100万安培(1兆安),创造了我国可控核聚变装置运行新纪录,标志着我国核聚变研发向聚变点火迈出了重要一步。新一代“人造太阳”等离子体电流能力可以达到2.5兆安以上,目前运行已超过1兆安,创造了我国可控核聚变装置运行新纪录。此次全新的突破意味着该装置未来可以在超过1兆安培的等离子体电流下常规运行,开展前沿科学研究,对我国未来深度参与国际热核聚变堆(ITER)实验及自主设计运行聚变堆具有重要意义。

ITER PPEN变电站400kV避雷器的设计及短路性能的分析

ITER是一个国际合作的磁约束核聚变装置,其变电站安全运行至关重要。在设计变电站高压避雷器参数时,考虑到避雷器作为变电站过电压保护的设备,需要综合考虑参数的设计裕量和避雷器的保护性能。本文首先对该400 kV避雷器选型设计进行了详细的介绍,并给出了具体的设计参数,包括避雷器的额定电压和持续运行电压等。在此基础上,对影响避雷器短路性能关键参数进行了分析,并依据避雷器国际标准IEC60099-4具体要求,在德国的曼海姆试验室对该避雷器进行了短路验证,试验结果表明,该避雷器通过了短路试验,压力释放的能力满足技术指标的要求。

利用约束方程法计算ITER中GDC电极所受的电磁力

针对位于国际热核聚变试验堆(ITER)装置上端口的直流辉光放电清洗(GDC)电极的概念设计模型,该文利用ANSYS APDL语言对GDC电极在等离子体破裂过程中所受的电磁力进行了计算分析。在ITER有限元整体模型的基础上,将电极嵌入整体模型,采用在相应接触面上建立约束方程的方法,使局部和整体模型相耦合,实现了ITER装置在等离子体破裂事件下的三维暂态电磁场有限元计算,得到了GDC电极中的感应电流分布及其所受的电磁力,计算结果为ITER GDC电极概念设计提供了参考。