未来聚变堆双层真空室扇区组焊关键技术研究
发布时间：2020-12-27 17:19
聚变能的有效利用是维持人类可持续发展的重要途径之一。中国聚变工程实验堆是中国计划建设的下一代聚变实验装置,将为我国自主发展和建造磁约束聚变堆奠定关键的工程技术基础。双层真空室作为磁约束聚变堆装置的核心部件,具有为等离子体提供稳态运行环境、中子屏蔽等功能。由于聚变堆真空室尺寸庞大、制造公差严格,中科院等离子体物理研究所开展了全尺寸45。真空室(1/8扇区)的项目来研究双层真空室的制造技术。本论文的研究目的是通过完成1/32扇区、1/16扇区的制造,解决真空室在制造过程中所面临的测量、加工、装配、焊接变形等难题,为1/8扇区以及未来聚变堆真空室的制造提供有力的技术支撑。本文以真空室1/32扇区及1/16扇区为研究对象,应用逆向工程与激光跟踪仪测量的技术完成了PS(Poloidal Segment)段及1/32扇区端面坡口的高精度加工;基于固有应变理论,通过ABAQUS软件完成了对1/32扇区与1/16扇区的焊接变形分析,并通过使用焊接夹具以及预留反变形量的方法减小了扇区的焊接变形;设计了一套组合式柔性装配工装系统,通过激光跟踪仪测量完成了扇区的高精度装配定位及实现扇区现场焊接变形的监测;通...
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：115 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
各种姗料消费愉况
所设计的聚变装置，建成的仿星器装置主要有德国的Ｗｅｎｄｅｌｓｔｅｉｎ７－Ｘ（Ｗ７－Ｘ）、??日本的ＬＨＤ等，随着超算以及制造能力的提升，仿星器的研究也是日趋进步［１１１。??图１．３所示为部分己建成的反场箍缩装置及仿星器装置。??纖＿??（ａ）?（ｂ）??（ｃ）?（ｄ）??图１．３反场箍缩装置及仿星器装置（ａ）瑞士?ＥＸＴＲＡＰ?Ｔ２Ｒ；（ｂ）中国ＫＴＸ；（ｃ＞日本ＬＨＤ；（ｄ）??德国Ｗ７－?Ｘ??３??
装置是目前最基本最常见也是被认为最有前景的磁约束核形的等离子体磁约束装置，由前苏联库尔恰托夫研宄所的阿理如图１．４所示［１＼由欧姆磁场、极向磁场构成的螺旋磁场克马克内部，通过离子回旋共振、电子回旋共振、低杂波等达到上亿度高温以实现聚变。到目前为止，全球己经建造、的托卡马克装置已超过２００座，磁约束聚变研究也相继取得２０世纪９０年代磁约束聚变在美国ＴＦＴＲ、欧洲ＪＥＴ、日本大突破：实现了聚变功率＞１６ＭＷ，等效功率增益因子Ｑ＞１，法国的超导托卡马克Ｔｏｒ＾Ｓｕｐｍ进行了长达６分钟的放Ｊ的热能［１４］，韩国的ＫＳＴＡＲ型超导托卡马克装置实现了?３１５］；?２０１７年，我国的全超导托卡马克核聚变实验装置（ＥＡＳＴ稳态长脉冲Ｈ模放电，创造了里程碑性的重要突破Ｍｌ。表１．投入运行的几个超导托卡马克装置的性能参数［１７］。??表１．１投入运行的几个超导托卡马克装置主要参数??－－
【参考文献】：
期刊论文
[1]CFETR物理与工程研究进展[J]. 高翔,万宝年,宋云涛,李建刚,万元熙. 中国科学:物理学 力学 天文学. 2019(04)
[2]大型真空室焊接部件焊接变形预测与控制方法[J]. 修磊,吴杰峰,刘志宏,马建国,范小松,吉海标. 焊接学报. 2017(12)
[3]HL-2M真空室试验段制造工艺技术[J]. 张党申,武小强. 中国核电. 2017(02)
[4]HL-2M真空室塞焊的设计及强度分析[J]. 李勇,冉红,蔡立君,刘德权,曹曾. 真空. 2016(04)
[5]托卡马克研究的现状及发展[J]. 李建刚. 物理. 2016(02)
[6]HL–2M装置真空室设计与分析[J]. 冉红,曹曾,蔡立君,李勇,袁应龙. 核聚变与等离子体物理. 2014(03)
[7]窄间隙焊技术在核电建设中的应用[J]. 林金平,吴崇志. 电焊机. 2011(09)
[8]超导托卡马克工程研究概况[J]. 丁逸骁,朱银锋. 低温与超导. 2011(08)
[9]关节测量臂在上海光源元件标定中的应用[J]. 柯明,于成浩. 强激光与粒子束. 2009(12)
[10]全超导托卡马克核聚变实验装置[J]. 李建刚,赵君煜,彭子龙. 中国科学院院刊. 2008(05)
博士论文
[1]ITER PF6线圈关键部件TAIL结构优化设计与性能研究[D]. 张之荣.中国科学技术大学 2018
[2]激光跟踪仪高精度坐标测量技术研究与实现[D]. 范百兴.解放军信息工程大学 2013
[3]集成化虚拟装配理论、方法及其在飞机总体布置中的应用[D]. 王念东.南京航空航天大学 2009
[4]大尺寸空间坐标测量系统精度理论若干问题的研究[D]. 周维虎.合肥工业大学 2000
硕士论文
[1]组合式超大尺寸精密测量技术在EAST超导托卡马克装置中的应用[D]. 顾永奇.合肥工业大学 2012
[2]面向大科学装置的虚拟装配技术研究[D]. 张青.华中科技大学 2012
[3]T型构件焊接固有应变的研究及应用[D]. 魏天冬.燕山大学 2011
本文编号：2942158
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：115 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
各种姗料消费愉况
所设计的聚变装置，建成的仿星器装置主要有德国的Ｗｅｎｄｅｌｓｔｅｉｎ７－Ｘ（Ｗ７－Ｘ）、??日本的ＬＨＤ等，随着超算以及制造能力的提升，仿星器的研究也是日趋进步［１１１。??图１．３所示为部分己建成的反场箍缩装置及仿星器装置。??纖＿??（ａ）?（ｂ）??（ｃ）?（ｄ）??图１．３反场箍缩装置及仿星器装置（ａ）瑞士?ＥＸＴＲＡＰ?Ｔ２Ｒ；（ｂ）中国ＫＴＸ；（ｃ＞日本ＬＨＤ；（ｄ）??德国Ｗ７－?Ｘ??３??
装置是目前最基本最常见也是被认为最有前景的磁约束核形的等离子体磁约束装置，由前苏联库尔恰托夫研宄所的阿理如图１．４所示［１＼由欧姆磁场、极向磁场构成的螺旋磁场克马克内部，通过离子回旋共振、电子回旋共振、低杂波等达到上亿度高温以实现聚变。到目前为止，全球己经建造、的托卡马克装置已超过２００座，磁约束聚变研究也相继取得２０世纪９０年代磁约束聚变在美国ＴＦＴＲ、欧洲ＪＥＴ、日本大突破：实现了聚变功率＞１６ＭＷ，等效功率增益因子Ｑ＞１，法国的超导托卡马克Ｔｏｒ＾Ｓｕｐｍ进行了长达６分钟的放Ｊ的热能［１４］，韩国的ＫＳＴＡＲ型超导托卡马克装置实现了?３１５］；?２０１７年，我国的全超导托卡马克核聚变实验装置（ＥＡＳＴ稳态长脉冲Ｈ模放电，创造了里程碑性的重要突破Ｍｌ。表１．投入运行的几个超导托卡马克装置的性能参数［１７］。??表１．１投入运行的几个超导托卡马克装置主要参数??－－
【参考文献】：
期刊论文
[1]CFETR物理与工程研究进展[J]. 高翔,万宝年,宋云涛,李建刚,万元熙. 中国科学:物理学 力学 天文学. 2019(04)
[2]大型真空室焊接部件焊接变形预测与控制方法[J]. 修磊,吴杰峰,刘志宏,马建国,范小松,吉海标. 焊接学报. 2017(12)
[3]HL-2M真空室试验段制造工艺技术[J]. 张党申,武小强. 中国核电. 2017(02)
[4]HL-2M真空室塞焊的设计及强度分析[J]. 李勇,冉红,蔡立君,刘德权,曹曾. 真空. 2016(04)
[5]托卡马克研究的现状及发展[J]. 李建刚. 物理. 2016(02)
[6]HL–2M装置真空室设计与分析[J]. 冉红,曹曾,蔡立君,李勇,袁应龙. 核聚变与等离子体物理. 2014(03)
[7]窄间隙焊技术在核电建设中的应用[J]. 林金平,吴崇志. 电焊机. 2011(09)
[8]超导托卡马克工程研究概况[J]. 丁逸骁,朱银锋. 低温与超导. 2011(08)
[9]关节测量臂在上海光源元件标定中的应用[J]. 柯明,于成浩. 强激光与粒子束. 2009(12)
[10]全超导托卡马克核聚变实验装置[J]. 李建刚,赵君煜,彭子龙. 中国科学院院刊. 2008(05)
博士论文
[1]ITER PF6线圈关键部件TAIL结构优化设计与性能研究[D]. 张之荣.中国科学技术大学 2018
[2]激光跟踪仪高精度坐标测量技术研究与实现[D]. 范百兴.解放军信息工程大学 2013
[3]集成化虚拟装配理论、方法及其在飞机总体布置中的应用[D]. 王念东.南京航空航天大学 2009
[4]大尺寸空间坐标测量系统精度理论若干问题的研究[D]. 周维虎.合肥工业大学 2000
硕士论文
[1]组合式超大尺寸精密测量技术在EAST超导托卡马克装置中的应用[D]. 顾永奇.合肥工业大学 2012
[2]面向大科学装置的虚拟装配技术研究[D]. 张青.华中科技大学 2012
[3]T型构件焊接固有应变的研究及应用[D]. 魏天冬.燕山大学 2011
本文编号：2942158
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