CFETR液態(tài)包層的概念設(shè)計(jì)和MHD效應(yīng)分析.pdf

1、中國(guó)聚變工程實(shí)驗(yàn)堆CFETR(China Fusion Engineering Testing Reactor)是介于ITER與DEMO之間的托卡馬克裝置。包層是聚變堆中非常重要的部件之一，是完成反應(yīng)堆中的能量轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵部件。由于液態(tài)包層具有固態(tài)包層無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)，從聚變堆的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展綜合來(lái)看，液態(tài)包層具有很好的發(fā)展前景，未來(lái)對(duì)包層的研究設(shè)計(jì)應(yīng)該以液態(tài)包層為重點(diǎn)，解決克服液態(tài)包層存在的技術(shù)問(wèn)題與技術(shù)難點(diǎn)。
　　本文首先對(duì)國(guó)內(nèi)外液態(tài)包

2、層的研究現(xiàn)狀進(jìn)行分析，為CFETR液態(tài)包層的概念設(shè)計(jì)提供參考。接著根據(jù)液態(tài)包層的設(shè)計(jì)目標(biāo)和設(shè)計(jì)參數(shù)，對(duì)CFETR液態(tài)包層的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行詳細(xì)的描述和分析。
　　其次，建立了磁流體在方管中流動(dòng)的物理模型，并基于磁流體動(dòng)力學(xué)方程和FLUENT軟件對(duì)流動(dòng)模型進(jìn)行理論分析和數(shù)值模擬。為了驗(yàn)證了計(jì)算方法具有一定的可靠性，分別計(jì)算了絕緣方管內(nèi)MHD效應(yīng)隨著磁場(chǎng)強(qiáng)度、管道尺寸、磁場(chǎng)方向、哈特曼數(shù)等因素變化的理論值與模擬值;由于實(shí)際的管道材料是

3、馬氏體(RAMF)鋼，導(dǎo)電率較高，本文比較了相同管道和邊界條件下它與絕緣方管的MHD效應(yīng)，驗(yàn)證了降低管道壁面電導(dǎo)率的必要性。本文采取在管道內(nèi)部設(shè)置SiC插件的措施來(lái)降低壁面電導(dǎo)率，并從插件材料電導(dǎo)率、插件開(kāi)口方向、插件開(kāi)口形狀、插件開(kāi)口大小和位置四個(gè)方面研究了SiC插件布置方案對(duì)MHD效應(yīng)產(chǎn)生的影響，從而為設(shè)計(jì)液態(tài)包層管道的插件提供參考。
　　在最后一章中，基于前面的分析結(jié)果，對(duì)CFETR液態(tài)包層的內(nèi)部模塊和外部模塊管道分段進(jìn)行了