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W/Cu面对等离子体部件适配层选择优化 被引量:1
1
作者 种法力 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2010年第6期17-20,共4页
利用ANSYS有限元分析方法,从适配层的引入对W/Cu面对等离子体部件界面热应力降低以及表面温度影响等角度来进行适配层的选择和优化研究。分析结果显示:NiCrAl、Ti和W/Cu适配层均能有效降低界面最大热应力,其中W/Cu适配层使其降幅高达23%... 利用ANSYS有限元分析方法,从适配层的引入对W/Cu面对等离子体部件界面热应力降低以及表面温度影响等角度来进行适配层的选择和优化研究。分析结果显示:NiCrAl、Ti和W/Cu适配层均能有效降低界面最大热应力,其中W/Cu适配层使其降幅高达23%;W/Cu适配层的应用对等离子体部件温度分布影响较小;对于1mm钨涂层,0.1mm、25vol%W/Cu是最优化适配层结构。 展开更多
关键词 面对等离子体部件 有限元分析
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红外无损检测在面向等离子体部件检测的应用
2
作者 刘文勇 刘雷雷 +1 位作者 佟立丽 曹学武 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2015年第2期187-192,共6页
建立了主动式内热源激励的红外无损检测平台,并进行了不同缺陷大小的EAST W/Cu面向等离子体部件(PFC)的无损检测实验(NDT),得到试件表面的红外热图。通过最大温差值融合法消除由试件表面发射率不均匀引起的温度误差,通过快速离散傅里叶... 建立了主动式内热源激励的红外无损检测平台,并进行了不同缺陷大小的EAST W/Cu面向等离子体部件(PFC)的无损检测实验(NDT),得到试件表面的红外热图。通过最大温差值融合法消除由试件表面发射率不均匀引起的温度误差,通过快速离散傅里叶变换法提高了图像的信噪比,实现了对W/Cu面向等离子体部件缺陷的分辨。通过数值模拟的手段对可能影响该检测技术的关键因素进行了定量分析。 展开更多
关键词 钨铜面向等离子体部件 红外热像法 图像处理 数值模拟
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超蒸发强化换热面向等离子体部件的研究进展
3
作者 陈镇 李强 +6 位作者 魏然 王万景 谢春意 王纪超 彭吴擎亮 耿祥 罗广南 《材料热处理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第11期42-50,共9页
超蒸发冷却概念是目前最有前景的强化换热技术之一,能够承载20~30 MW/m^2的高热负荷。大型托卡马克如欧洲联合环(Joint European torus, JET)等装置均对超蒸发技术开展了大量的研发或应用尝试,同时国际热核聚变试验堆(International the... 超蒸发冷却概念是目前最有前景的强化换热技术之一,能够承载20~30 MW/m^2的高热负荷。大型托卡马克如欧洲联合环(Joint European torus, JET)等装置均对超蒸发技术开展了大量的研发或应用尝试,同时国际热核聚变试验堆(International thermonuclear experimental reactor,ITER)偏滤器的穹顶(Dome)面向等离子体部件已经计划采用超蒸发强化换热的冷却结构。本文首先详细介绍了JET和ITER的超蒸发部件研发历程,然后,参考JET和ITER的设计,为中国聚变工程试验堆(Chinese fusion engineering test reactor,CFETR)设计了一种新型结构的超蒸发强化换热面向等离子体部件,并开展了部件制备工艺的摸索以及高热负荷测试,部件在高热负荷测试过程中表现出了优异的换热性能。 展开更多
关键词 面向等离子体部件 偏滤器 强化换热 超蒸发 高热负荷测试
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面向等离子体部件沉积特性的数值模拟研究
4
作者 王亚磊 才来中 胡万鹏 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2019年第2期119-126,共8页
采用粒子模拟研究方法,利用PEGASUS 程序对等离子体环境下面向等离子体部件的沉积特性进行了模拟研究。结果显示部件表面连接缝隙尺寸、表面粗糙度、粒子入射的角度以及流量对沉积影响显著。在能量较小、溅射可忽略时,能量对沉积的影响... 采用粒子模拟研究方法,利用PEGASUS 程序对等离子体环境下面向等离子体部件的沉积特性进行了模拟研究。结果显示部件表面连接缝隙尺寸、表面粗糙度、粒子入射的角度以及流量对沉积影响显著。在能量较小、溅射可忽略时,能量对沉积的影响很小。粗糙度越小,沉积量越小;同一种粗糙度,不同轮廓也会使沉积发生较大变化,轮廓一致的更有利于减小沉积。该模拟对研究等离子体与材料相互作用,分析瓦片缝隙尺寸、瓦片加工工艺和等离子体参数对面向等离子体部件沉积行为的影响具有重要意义。 展开更多
关键词 沉积 面向等离子体部件(PFC) 粒子模拟 PEGASUS 粗糙度
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中国的超导托卡马克装置HT-7U用炭基面对等离子体材料的研究(英文) 被引量:13
5
作者 郭全贵 刘朗 +2 位作者 宋进仁 李建刚 陈俊凌 《新型炭材料》 SCIE EI CAS CSCD 2001年第3期64-68,共5页
聚变能作为一种潜在的替代能源 ,可以为将来提供清洁和无穷尽的能源供给 ,引起中国政府的高度重视。一项国家大科学工程“超导托卡马克HT 7U的建造”目前正在中国科学院合肥等离子体物理研究所实施。考虑到HT 7U将运行在高热负荷和近稳... 聚变能作为一种潜在的替代能源 ,可以为将来提供清洁和无穷尽的能源供给 ,引起中国政府的高度重视。一项国家大科学工程“超导托卡马克HT 7U的建造”目前正在中国科学院合肥等离子体物理研究所实施。考虑到HT 7U将运行在高热负荷和近稳态的工作条件下 ,研究和选取面对等离子体候选材料就显得极为重要。中国科学院山西煤炭化学研究所和合肥等离子体物理研究所合作致力于HT 7U用炭基面对等离子体材料的研究和开发。本文主要介绍了聚变能的优点 ,有关聚变研究的一些基本概念如托卡马克 ,等离子体 ,面对等离子体材料 ,壁材料和等离子体间的相互作用行为等。给出了HT 7U用炭基面对等离子体材料的主要结果。 展开更多
关键词 炭基材料 面对等离子体部件 HT-7U 超导托卡马克装置
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EAST装置第一壁热沉冷却结构关键工艺的研究 被引量:2
6
作者 许铁军 黄生洪 +3 位作者 宋云涛 谢韩 张平 高大明 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2010年第3期245-249,共5页
对由埋管引起的面对等离子体第一壁热沉冷却结构冷却效果的下降进行了实验测量与数值模拟。在相同加热源条件下,比较了热沉内光孔、埋管打压胀管及高温真空埋管钎焊三种工艺实验件的换热效率,并与数值模拟的结果进行比较,确定了合理的... 对由埋管引起的面对等离子体第一壁热沉冷却结构冷却效果的下降进行了实验测量与数值模拟。在相同加热源条件下,比较了热沉内光孔、埋管打压胀管及高温真空埋管钎焊三种工艺实验件的换热效率,并与数值模拟的结果进行比较,确定了合理的计算模型和参数。对高场测的热沉原型件,比较了埋管打压胀管和高温真空钎焊连接换热效率,为EAST热沉冷却结构优化提供了依据。 展开更多
关键词 EAST装置 面对等离子体部件 热沉 热交换 焊接
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无损检测在偏滤器质量控制上的应用 被引量:1
7
作者 祁攀 李强 +1 位作者 易子安 罗广南 《无损检测》 2013年第1期13-18,30,共7页
总结了作为PFCs中最重要部分的偏滤器(Divertor)在制备过程中控制部件复合界面质量的超声检测和红外热像技术。这两种方法对于一定尺度的缺陷具有很高的检测灵敏度。
关键词 面向等离子体部件 面向等离子体材料 热沉 偏滤器 超声检测 红外热像
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聚变堆第一壁连续W/Cu梯度材料的热工性能优化 被引量:1
8
作者 赵永强 黄生洪 汪卫华 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2016年第3期247-253,共7页
针对不同体积分布指数p的W/Cu连续功能梯度材料的偏滤器第一壁结构,采用有限元软件计算了8MW.m^(-2)稳态运行热加载以及等离子体破裂条件下1GW.m^(-2)热流冲击下的力学响应。相同稳态加载条件下,W/Cu连续功能梯度材料的最优分布指数与... 针对不同体积分布指数p的W/Cu连续功能梯度材料的偏滤器第一壁结构,采用有限元软件计算了8MW.m^(-2)稳态运行热加载以及等离子体破裂条件下1GW.m^(-2)热流冲击下的力学响应。相同稳态加载条件下,W/Cu连续功能梯度材料的最优分布指数与分层梯度材料存在较大差异,其最优等效应力比分层梯度材料要小26%,表现出更优异的性能。在热冲击响应过程中,连续梯度W/Cu材料塑性损伤随p值不同也存在较大变化,其最优p值与其稳态运行时热应力最优p值存在一定差异,从第一壁应用条件考虑,应综合选取,最佳p值在1.2附近。综合来看,连续梯度W/Cu材料具有更连续变化的热物理属性及力学性能,在聚变堆第一壁结构设计中具有更大的应用潜力。 展开更多
关键词 第一壁 面向等离子体部件 等离子体破裂 热冲击 连续梯度材料 有限元数值模拟
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W/Fe/CuCrZr热等静压模块组织及性能分析
9
作者 王一鸣 黄攀 +1 位作者 谌继明 王平怀 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期124-130,共7页
为实现面向等离子体材料钨(W)和热沉材料铜铬镐(CuCrZr)合金的可靠连接,对纯铁(Fe)作为W/CuCrZr合金热等静压连接中间层的可行性进行了探索性研究。在850℃/150MPa/135min的热等静压参数下制作了W/Fe/CuCrZr合金的实验模块,分别对连接... 为实现面向等离子体材料钨(W)和热沉材料铜铬镐(CuCrZr)合金的可靠连接,对纯铁(Fe)作为W/CuCrZr合金热等静压连接中间层的可行性进行了探索性研究。在850℃/150MPa/135min的热等静压参数下制作了W/Fe/CuCrZr合金的实验模块,分别对连接界面进行了焊接界面、微观形貌、组织成分及剪切力学性能的检测分析。检测结果显示,两连接界面无明显缺陷,均发生了约0.5μm的短距离互扩散,且均未生成明显的反应相,连接界面呈现出较好的塑性,剪切强度大于186.5MPa。因此,纯铁作为中间层实现了W/CuCrZr合金的可靠连接。用ANSYS Workbench平台对模块进行的高热负荷下的瞬态传热模拟表明W/Fe/CuCrZr合金模块最高可承受16MW·m-2的热负荷。 展开更多
关键词 面向等离子体部件 铜铬镐合金 热等静压技术 瞬态热分析 剪切强度
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SST—1托卡马克的PFC烘烤设计与热工水力分析
10
作者 D.C.Reddy 徐永红 《国外核聚变》 2003年第1期62-72,共11页
稳态超导托卡马克(SST-1)是一个有超导磁场线圈的中型托卡马克,由偏滤器、无源稳定设备、档板和极向孔栏组成的SST-1装置的面向等子体部件(PFC)要被设计成能适合于稳态运行,在环向方向除了极向孔栏以外,其它所有的PFC在结构上... 稳态超导托卡马克(SST-1)是一个有超导磁场线圈的中型托卡马克,由偏滤器、无源稳定设备、档板和极向孔栏组成的SST-1装置的面向等子体部件(PFC)要被设计成能适合于稳态运行,在环向方向除了极向孔栏以外,其它所有的PFC在结构上是连续的。当SST-1被设计成双零偏滤器等离子体运行时,这些元件还要求上下对称,应选择一个紧密的偏滤器位形以便在偏滤器区域内能产生高再循环和高抽速,无源稳定设备位于等离了体附近,这对克服拉长等离子体的垂直不稳定性起到稳定作用,在PFC设计中主要考虑的问题是最高达1MW.^m-2的稳态热排出,除了排出高热能量以外,还要把PFC设计成能适应350摄氏度的烘烤温度,为了对SST-1不同的PFC选择最佳的热工水力参数和管道布置,对不同的流量参数和各种管道布置已作了检验,PFC在烘烤期间的热响应已经用FORTRAN编码进行了分析,同时也用ANSYS进行了二维有限元分析,本文要详细PFC烘烤的热工学的热响应。 展开更多
关键词 SST-1 热工水力分析 烘烤 PFC 稳态超导托卡马克 面向等离子体部件
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偏滤器部件W/Cu功能梯度材料的热应力缓和 被引量:5
11
作者 凌云汉 白新德 葛昌纯 《清华大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第6期750-753,共4页
W/Cu功能梯度材料是一种有希望用作聚变反应堆面向等离子体部件的侯选材料。为避免材料在使用过程中的热应力破坏,根据偏滤器部件服役的热流工况,在结合导热能力分析的情况下运用有限元软件对W/Cu梯度材料进行了优化设计。结果表明,成... W/Cu功能梯度材料是一种有希望用作聚变反应堆面向等离子体部件的侯选材料。为避免材料在使用过程中的热应力破坏,根据偏滤器部件服役的热流工况,在结合导热能力分析的情况下运用有限元软件对W/Cu梯度材料进行了优化设计。结果表明,成分分布指数的增大以及金属W厚度的增加均使表面工作温度提高;当成分分布指数为1.0~1.2时W/Cu梯度材料有最佳的热应力缓和效果。在30MW/m2的表面热流负荷下,与非梯度材料相比,经过优化设计的W/Cu功能梯度材料的等效热应力降低了62.3%,表面工作温度下降了50℃;而与单纯金属W相比,W/Cu梯度材料的表面工作温度较之降低445℃。 展开更多
关键词 偏滤器 W/Cu功能梯度材料 热应力缓和 聚变反应堆 等离子体部件 等效热应力 有限元分析
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High Density Plasma Nitriding of Al-Cu Alloys for Automotive Parts
12
作者 Tatsuhiko Aizawa Shinji Muraishi Yoshio Sugita 《Journal of Physical Science and Application》 2014年第4期255-261,共7页
Duralumin alloys have been utilized as structural components and parts for aircrafts, train-cars and so forth. Their high specific strength was attractive to those applications; however, their little corrosion resista... Duralumin alloys have been utilized as structural components and parts for aircrafts, train-cars and so forth. Their high specific strength was attractive to those applications; however, their little corrosion resistance and low wear endurance became a fatal demerit in practical applications. In order to overcome these issues of high strength aluminum alloys, high density plasma nitriding is proposed as an effective surface treatment for duralumin. This process has a capability to control the RF- and DC-plasmas independently for nitriding. This enables us to temporally control and describe the plasma state by in-situ plasma diagnosis. This plasma diagnosis was instrumented to search for optimum processing condition to plasma nitriding the duralumin alloys of type A2011. Both type A2011 aluminum alloy plates and pipes were employed to describe the inner nitriding behavior for hardening the duralumin alloys by the present plasma nitriding. 展开更多
关键词 Duralumin alloys A2011 high density plasma nitrding AIN precipitation HARDENING PLATES PIPES heat sink.
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W/CuCrZr偏滤器焊接模块高热负荷试验温度场分析 被引量:1
13
作者 杨发展 朱海龙 +6 位作者 刘海峰 沈丽如 王钦 刘翔 童洪辉 王世庆 金凡亚 《金属热处理》 CAS CSCD 北大核心 2015年第5期164-168,共5页
利用热等静压扩散焊接技术制备了国际热核聚变试验反应堆(ITER)偏滤器部件的W/Cu Cr Zr焊接模块,并通过电子束试验装置考察模块的耐热负荷性能。为了进一步的考察模块的耐高热负荷性能,利用ANSYS软件模拟计算了稳态和热筛选条件下模块... 利用热等静压扩散焊接技术制备了国际热核聚变试验反应堆(ITER)偏滤器部件的W/Cu Cr Zr焊接模块,并通过电子束试验装置考察模块的耐热负荷性能。为了进一步的考察模块的耐高热负荷性能,利用ANSYS软件模拟计算了稳态和热筛选条件下模块高热负荷(HHF)试验的温度场。结果表明,HHF试验时,试块的最大温度出现在W表面,且W表面的最高温度随着钨块的厚度和吸收功率密度的增大而升高。三种中间层试块,当W块厚度低于8 mm和吸收功率密度低于8 MW/m2时,Cu Cr Zr合金和W材料的最高温度都满足偏滤器PFC设计许用温度的要求。 展开更多
关键词 偏滤器 热等静压扩散焊接 高热负荷(HHF) 面向等离子体部件
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核聚变堆偏滤器热沉材料研究现状及展望 被引量:10
14
作者 彭吴擎亮 李强 +8 位作者 常永勤 王万景 陈镇 谢春意 王纪超 耿祥 黄伶明 周海山 罗广南 《金属学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2021年第7期831-844,共14页
偏滤器是磁约束核聚变装置最为关键的系统之一,直接承受强粒子流和高热流的冲击,服役环境十分苛刻,而满足偏滤器运行环境的热沉材料是聚变堆正常运行的关键之一。受控核聚变领域近30年的研究和工程经验表明,铜合金以高热导率、较高的强... 偏滤器是磁约束核聚变装置最为关键的系统之一,直接承受强粒子流和高热流的冲击,服役环境十分苛刻,而满足偏滤器运行环境的热沉材料是聚变堆正常运行的关键之一。受控核聚变领域近30年的研究和工程经验表明,铜合金以高热导率、较高的强度、较好的热稳定性和抗中子辐照性能被认为是聚变堆偏滤器用热沉材料的首要候选材料,也可能是水冷偏滤器热沉材料的唯一候选材料。但是,根据现有商用铜合金在下一代聚变堆(中国聚变工程试验堆(CFETR)和示范性聚变核电厂(DEMO))偏滤器模拟工况下的表现,发现其无法满足CFETR偏滤器的运行要求。目前,CFETR装置的设计和预研工作已经开展并按计划稳步推进,此时适用于高热负荷部件的热沉材料研制工作就显得十分重要。本文依据中国聚变能发展路线图,介绍了下一代聚变堆偏滤器热沉材料的服役工况及其对热沉材料的要求,对现有的铜合金在下一代聚变堆偏滤器运行环境下可能存在的问题进行综合评述,最后针对我国CFETR偏滤器热沉材料的相关问题提出了应对策略。 展开更多
关键词 核聚变 热沉材料 铜合金 面向等离子体部件 偏滤器
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