EAST超导托卡马克中HALO电流的模拟分析

基于EAST超导托卡马克实验装置,给出了HALO电流计算方法和计算过程,并通过自由能方法模拟得出了等离子体电流、HALO电流在等离子体破裂过程中随时间的演化过程。

HALO电流作用下的EAST真空室载荷分析

在弄清产生HALO电流的物理机制的基础上,分析了EAST超导托卡马克装置的最大HALO电流及其引起的最大电磁载荷,并采用数值模拟方法,对真空室结构在HALO电流作用下的受力情况进行了分析。

EAST装置上Halo电流特性分析与偏滤器载荷估算

破裂诱发的Halo电流会流进内真空室结构,对偏滤器支撑结构有较大的破坏。通过安装在偏滤器支撑结构上的罗柯夫斯基线圈对EAST中Halo电流进行了研究。通过分析不同位置的Halo电流信号,发现这些Halo电流具有环向不对称性,环向不对称因子为2.5,TPF×Ih,max/Ip0的最大值是0.65。这些结果对EAST真空室电磁载荷分析有着重要的意义。

EAST ICRF天线电流带电磁分析

为了实现EAST托卡马克1000s以上的稳态先进模式运行的最终物理目标,两电流带双环共振(RDL)离子回旋共振(ICRF)天线被选择用来加热,电流带是ICRF天线关键部件,它通过近场区的耦合把能量传输到等离子体中。本文通过有限元方法对电流带在等离子体破裂和等离子体垂直位移事件两种工况下进行了电磁计算,给出了电流带感应电流密度大小分布情况、磁感应强度大小分布情况以及电流带所受的电磁力。利用电流带所受的电磁力作为载荷对电流带进行了结构分析,分析结果为验证电流带结构的可行性提供理论依据,分析方法对未来更高功率的ICRF天线电流带进行电磁分析具有一定的借鉴价值。

EAST等离子体破裂的数值模拟

利用TSC程序非刚性、可变形等离子体模型的特点,对EAST装置等离子体由于发生垂直位移事件而产生破裂的过程进行了模拟,计算了halo电流和真空室应力在破裂过程中的变化情况,对不同初始条件的破裂情况进行了比较,并模拟了利用杀手弹丸注入快速熄灭等离子体的过程。

EAST偏滤器热沉冷却水新过渡接头设计

对EAST偏滤器热沉冷却水过渡接头在等离子体破裂时受到的主要电磁载荷进行了分析计算,提出了新的过渡接头结构。通过新结构在极端载荷下的有限元分析以及开展的焊接预研和测试,对接头结构及制作方案进行了优化,最终完成了偏滤器热沉冷却水过渡接头的设计,并成功运用于EAST偏滤器热沉的改造中。