高溫氦氣實(shí)驗(yàn)回路概念設(shè)計(jì)與數(shù)值分析.pdf

1、ITER實(shí)驗(yàn)包層概念將是未來(lái)聚變反應(yīng)堆實(shí)現(xiàn)氚自持、高熱量提取并轉(zhuǎn)化為電能的重要實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，同時(shí)也將為今后建造DEMO堆包層技術(shù)提供可靠的數(shù)據(jù)依據(jù)。ITER作為發(fā)展聚變能源的一個(gè)重要實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，參與國(guó)都在該裝置上進(jìn)行相關(guān)的技術(shù)實(shí)驗(yàn)。為此，中國(guó)于2004年底向TBWG提交了《中國(guó)ITER固態(tài)實(shí)驗(yàn)包層模塊（HC-SB TBM）的設(shè)計(jì)描述文件（簡(jiǎn)稱DDD報(bào)告）》。目前，HC-SB TBM的相關(guān)設(shè)計(jì)、技術(shù)研發(fā)正在執(zhí)行中。在ITER運(yùn)行的第一天，用于電

2、磁性能測(cè)試的第一個(gè)實(shí)驗(yàn)包層模塊(EM-TBM)也將在ITER上投入實(shí)驗(yàn)運(yùn)行，為了驗(yàn)證中國(guó)ITER-TBM設(shè)計(jì)可靠性，需要建設(shè)一套符合設(shè)計(jì)要求和參數(shù)的高溫氦氣實(shí)驗(yàn)回路（High Temperature Helium Experiment Loop，HTHEL）來(lái)進(jìn)行相關(guān)技術(shù)的實(shí)驗(yàn)。 本文在對(duì)國(guó)內(nèi)外氦氣實(shí)驗(yàn)回路調(diào)研的基礎(chǔ)上，根據(jù)TBM設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的目標(biāo)提出了高溫/高壓氦氣實(shí)驗(yàn)回路的概念設(shè)計(jì)，分別對(duì)氦冷主回路系統(tǒng)、壓力控制系統(tǒng)、水冷系統(tǒng)、

3、氦氣凈化系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控等系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和各系統(tǒng)中的各關(guān)鍵部件的特性進(jìn)行了描述。 回?zé)崞魇腔芈分械年P(guān)鍵部件。根據(jù)其氣—?dú)鈸Q熱的特性，設(shè)計(jì)中采用高效緊湊的翅片式結(jié)構(gòu)換熱器，并對(duì)其進(jìn)行了熱力設(shè)計(jì)與數(shù)值分析，分析結(jié)果表明板束承受的熱應(yīng)力在許用范圍之內(nèi)。 本文選用專門的管道分析軟件對(duì)關(guān)鍵管系應(yīng)力情況以及管道對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)出口管嘴的受力情況進(jìn)行了計(jì)算、分析，并對(duì)管系的設(shè)計(jì)進(jìn)行了改進(jìn)，結(jié)果表明改進(jìn)后的管系設(shè)計(jì)強(qiáng)度滿足要求，其應(yīng)力情況和對(duì)風(fēng)