HT-7U托卡马克核聚变装置中纵场超导磁体系统的设计

HT-7U核聚变实验装置是"九五"国家重大科学工程项目,它是一个具有非圆截面的全超导托卡马克装置,是用于研究先进的托卡马克运行模式来获得准稳态的、极长的长脉冲等离子体,并可实现全电流下的双零高β和单零等离子体的运行实验。整个装置包括装置主机以及低温、真空、电源及控制、数据采集和处理、波加热、波驱动电流、诊断与公共基础设施等重要子系统,其中装置主机是由超导纵场磁体系统、超导极向场磁体系统、真空室及其内部部件、内外冷屏和外真空杜瓦5大部件组成。文章主要介绍了HT-7U纵场超导磁体系统结构与超导管状电缆CICC(Cable-in-ConduitConductor)的设计以及该磁体系统的各种力学分析等。

HT-7U超导托卡马克纵场磁体系统的力学分析

HT-7U超导托克马克装置的纵场线圈是整个装置的核心部件,结构复杂.对整个线圈直接进行实验是极其困难的,有必要在设计阶段对其在液氦工作温区的力学性能进行有限元分析计算.对纵场线圈进行了一些简化,主要对纵场磁体系统在面内电动力作用下的应力分布进行了有限元分析计算,这些计算结果为线圈的设计和改进提供了一定的参考依据.

磁场扫描系统在U波段回旋行波管收集极中的应用

将适用于回旋振荡管的收集极磁场扫描系统应用到U波段回旋行波管的收集极设计中,有效解决了收集极的功率耗散问题。分别设计了横向、纵向和横-纵向磁场扫描系统(TVFSS),仿真结果显示,磁场扫描法能够明显提高收集极性能。当采用TVFSS扫描方法时,与未采用磁场扫描法相比,电子收集长度从180提升到了300mm,而最高功率耗散密度从0.7降到了0.45kW/cm2。仿真结果验证了磁场扫描系统在回旋行波管收集极设计上的可行性,为大功率回旋行波管收集极的功率耗散问题提供了有效的解决方案。

HT-7U超导托卡马克冷质部件支撑结构方案

介绍了用于HT 7U超导托卡马克装置冷质部件支撑的柔性支撑结构,设计了支撑整个纵场系统及极各场系统的结构方案,对支撑结构进行了传热分析、应力分析和稳定性分析。