托卡馬克中先進(jìn)偏濾器平衡位形計算.pdf

1、平衡位形設(shè)計是設(shè)計聚變反應(yīng)堆最基本的內(nèi)容。反應(yīng)堆基本物理參數(shù)與工程設(shè)計都需要構(gòu)建平衡來驗證。反應(yīng)堆的PF線圈系統(tǒng)能否維持先進(jìn)偏濾器位形，是否能提供足夠的放電平頂段，都需要計算平衡來解決。此外，PF線圈系統(tǒng)的造價占反應(yīng)堆造價的30％，因此評估PF線圈的能力，優(yōu)化設(shè)計以降低造價，亦有巨大的經(jīng)濟(jì)效益。本文采用靜態(tài)平衡的計算方法，根據(jù)物理參數(shù)構(gòu)建放電過程中一系列參考點的平衡，進(jìn)而計算出PF線圈電流，最后得出PF線圈電流波形，為PF線圈優(yōu)化提供依

2、據(jù)。偏濾器靶板的熱流負(fù)載是研究托克馬克的另一個關(guān)鍵課題。目前的技術(shù)并不能應(yīng)對巨大的熱流負(fù)載。通過技術(shù)手段使偏濾器進(jìn)入脫靶狀態(tài)，采用先進(jìn)偏濾器位形增大磁面擴(kuò)展與連接長度，都是解決靶板熱流負(fù)載問題的有效手段。
　　中國聚變工程試驗堆(Chinese Fusion Engineering Test Reactor,CFETR)有兩個設(shè)計階段。初步設(shè)計階段采用大半徑5.7米，小半徑1.6米的尺寸;最新設(shè)計方案采用大半徑6.6米，小半徑1.

3、8米的尺寸。基于兩種尺寸，我們分別計算了雪花偏濾器位形和相應(yīng)的PF線圈操作空間[1]。結(jié)果表明雪花偏濾器位形能有效的增大磁面擴(kuò)展、增長連接長度;感應(yīng)電流驅(qū)動方式下，PF線圈系統(tǒng)能為雪花位形提供足夠長的電流平頂。
　　為了實現(xiàn)長脈沖高參數(shù)放電，降低靶板熱流負(fù)載，EAST中期改造方案中提出在真空室內(nèi)添加三個單匝偏濾器線圈，以幫助生成準(zhǔn)雪花位形。我們構(gòu)建了250kA、350kA、400kA的準(zhǔn)雪花位形并進(jìn)行了分析。結(jié)果顯示350kA的準(zhǔn)