復(fù)雜工況下未來聚變堆真空室的多物理場響應(yīng)分析研究.pdf

1、真空室作為磁約束聚變堆主機(jī)的主要部件之一，它最重要的功能是為建立、維持、加熱、診斷等離子體提供超高真空的場所，并支撐真空室的內(nèi)部部件和其引起的機(jī)械負(fù)荷，其可靠性的要求極高。近半個世紀(jì)以來，為了更深入地開展聚變能研究，世界各國相繼建立了一大批的核聚變實驗裝置，在建的托卡馬克核聚變實驗裝置的規(guī)模也越來越龐大和復(fù)雜，對于大型磁約束聚變堆真空室設(shè)計、制造關(guān)鍵技術(shù)的研究，已經(jīng)成為國際上對于聚變堆主機(jī)研究的熱點(diǎn)之一。
　　CFETR（中國聚變

2、工程實驗堆）裝置是介于ITER(國際熱核聚變實驗堆)和DEMO（聚變電站示范堆）兩者之間的綜合實驗平臺。與ITER相比，CFETR的優(yōu)勢在于其可以維持長時間高參數(shù)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行，燃耗時間達(dá)到50％，可以實現(xiàn)氚自持等。本文基于CATIA三維造型軟件與ANSYS有限元分析軟件，針對CFETR裝置的真空室完成了安全性能分析與評估，以更準(zhǔn)確地研究CFETR真空室在各種載荷下的結(jié)構(gòu)性能。本文的主要工作內(nèi)容有:
　　1.研究聚變能發(fā)展相關(guān)的文獻(xiàn)，為

3、本文所述內(nèi)容提供理論依據(jù)。詳細(xì)介紹CFETR真空室結(jié)構(gòu)，并根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)數(shù)據(jù)建立了真空室的簡化分析模型;
　　2.使用ANSYS軟件，針對CFETR真空室在等離子體破裂的工況下，開展電磁分析，得到了真空室結(jié)構(gòu)上渦流的分布、產(chǎn)生的焦耳熱的分布以及電磁力的分布情況等結(jié)果數(shù)據(jù)，并對電磁分析結(jié)果進(jìn)行了對比討論。
　　3.基于靜態(tài)的結(jié)構(gòu)分析理論，使用ANSYS軟件進(jìn)行了CFETR真空室模態(tài)分析與屈曲分析，得到了真空室的固有頻率與模態(tài)振型