接触电阻和扭距序列作用下CICC耦合损耗模型

国际热核试验反应堆ITER和国内今后要建造的聚变工程实验堆CFETR上的CICC导体,将运行在大电流快速励磁的瞬变复杂磁场中,这使得中心螺线CS磁体上的导体会遭受10T以上的磁场冲击,目前已采用铌三锡(Nb3Sn)材料,但应变对Nb3Sn导体临界性能退化作用的研究还在探索中,同时更缺乏导体绞缆级扭距序列和股线接触特性对耦合损耗影响的实验分析研究.为此,在周期载荷模拟应变情况下,开展了不同扭距序列和导体接触电阻对耦合损耗作用的探索.研究分析表明,相对于经典耦合损耗和频谱损耗计算模型,由导体扭距序列比和接触电阻作用组合分析模型,计算获得的耦合损耗误差较小,与测试值最接近.结果显示采用扭距序列比和接触电阻组合的计算方法能取得较满意效果.

管内电缆导体绞缆序列比对耦合损耗作用的优化计算

建造中的国际热核试验堆以及国内准备建设的聚变工程实验堆上的管内电缆导体(cable-in-conduit conductor,CICC),将运行在快速励磁的大电流复杂磁场中,这使得中心螺线管线圈(central solenoid,CS)上的CICC导体会受到约12 T磁场的冲击。因此,现有的CICC已采用铌三锡(Nb3Sn)导体,Nb3Sn导体应变敏感性不仅导致电缆临界性能的退化,而且导体中各级绞缆扭距序列对耦合损耗影响很大。为此,对目前ITER项目建议的CS磁体上多种导体的绞缆结构,开展了不同扭距序列对耦合损耗作用的探索。研究分析显示:扭距长度不是决定多级绞缆CICC导体耦合损耗数量大小的唯一因素;当导体中各级绞缆的扭距序列比接近1时,耦合损耗会极大减小。测试数据与数值模拟结果对比分析表明:通过合理选择扭距序列比可以优化计算CICC导体的耦合损耗。