實(shí)驗(yàn)包層模塊在MD破裂下的電磁安全分析.pdf

1、實(shí)驗(yàn)包層模塊(TBM，Test Blanket Module)是國際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆計(jì)劃(ITER，International Thermonuclear Experimental Reactor)驗(yàn)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(shí)現(xiàn)氚自持、高熱量的提取以及相關(guān)程序和設(shè)計(jì)工具等的測(cè)試驗(yàn)證。由于ITER中等離子是被約束在強(qiáng)磁場(chǎng)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(chǎng)在TBM內(nèi)產(chǎn)生的電磁

2、載荷將對(duì)ITER的安全運(yùn)行帶來隱患。因此，對(duì)在等離子破裂下TBM設(shè)計(jì)的合理性進(jìn)行電磁安全分析是至關(guān)重要的。
　　本文針對(duì)中國固態(tài)實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)包層模塊(HCCB TBM，HeliumCooled Ceramic Breeder TBM)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(duì)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(duì)TBM結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的影響，得到了引起的感生渦流以及磁場(chǎng)與感生渦流相互作用產(chǎn)生的電磁力的變化趨勢(shì)。然后，再將計(jì)算得到的電磁載荷加載到TBM上進(jìn)行多物理場(chǎng)耦合分析，獲得了TBM在事故態(tài)時(shí)所受到的機(jī)械應(yīng)力，形變位移及溫升的變化趨勢(shì)。最后將計(jì)算結(jié)果與材料和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)容許值比較，確定