實驗包層模塊在MD破裂下的電磁安全分析.pdf

1、實驗包層模塊(TBM，Test Blanket Module)是國際熱核聚變實驗堆計劃(ITER，International Thermonuclear Experimental Reactor)驗證發(fā)展未來可行性商用聚變堆(DEMO)的重要組成部分，其主要目標(biāo)是實現(xiàn)氚自持、高熱量的提取以及相關(guān)程序和設(shè)計工具等的測試驗證。由于ITER中等離子是被約束在強(qiáng)磁場壞境中，如若出現(xiàn)事故，等離子失去控制導(dǎo)致破裂，巨大的瞬變磁場在TBM內(nèi)產(chǎn)生的電磁

2、載荷將對ITER的安全運行帶來隱患。因此，對在等離子破裂下TBM設(shè)計的合理性進(jìn)行電磁安全分析是至關(guān)重要的。
　　本文針對中國固態(tài)實驗包層，在等離子主破裂(MD，Major Disruption)工況下展開了電磁安全領(lǐng)域的仿真研究：首先歸納了中國氦冷固態(tài)陶瓷實驗包層模塊(HCCB TBM，HeliumCooled Ceramic Breeder TBM)的結(jié)構(gòu)設(shè)計與發(fā)展，以及等離子體的兩種主破裂事故，為后文的分析奠定基礎(chǔ)。接著利用A

3、NSYS有限元分析軟件對ITER的各類電磁線圈所組成的電磁環(huán)境以及中國HCCB TBM進(jìn)行了有限元三維建模，并以等離子體電流的線性和指數(shù)衰減為事故條件，研究了電磁瞬態(tài)變化對TBM結(jié)構(gòu)設(shè)計的影響，得到了引起的感生渦流以及磁場與感生渦流相互作用產(chǎn)生的電磁力的變化趨勢。然后，再將計算得到的電磁載荷加載到TBM上進(jìn)行多物理場耦合分析，獲得了TBM在事故態(tài)時所受到的機(jī)械應(yīng)力，形變位移及溫升的變化趨勢。最后將計算結(jié)果與材料和結(jié)構(gòu)設(shè)計容許值比較，確定