CFETR屏蔽包层结构设计与分析
发布时间：2021-03-04 10:32
“中国核聚变上程试验反应堆’’-CFETR（Chinese Fusion Engineering Testing Reactor）是验证聚变堆关键科学与技术问题的重要课题。目前,CFETR已经开展前期的预备研究工作。CFETR聚变试验堆是一个非常复杂的系统,由很多功能部件组成,其中屏蔽包层是用于屏蔽核聚变反应过程中所产生中子的部件,对核聚变堆其它关键部件的保护和环境的保护起到非常关键的作用。根据CFETR概念设计阶段对屏蔽包层提出的工程和物理要求,以及CFETR真空室的结构特点,本文完成了CFETR屏蔽包层的总体概念设计,屏蔽材料研究和冷却系统设计,并完成了相关的性能分析研究。通过MCNP中子学分析和ANSYS有限元仿真,验证了屏蔽包层设计结构的可靠性,分析结果表明该设计结构达到了CFETR概念设计阶段提出的要求。论文首先根据CFETR真空室的结构特点,对屏蔽包层进行了总体设计和布局。屏蔽包层采用模块化设计方案,并基于CATIA三维设计软件进行三维建模。增殖区域屏蔽包层环向20°为一个扇形段,每个扇形段又分为内包层区,上窗口区,外包层区,共计17个模块。每个模块的尺寸根据其所处空间位置...
【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】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．１托仁马克巧置不意巧??．
图２．２真空章二维概念设计图??
研究饥蔽包层的肺敝能力。根据目前增殖包层的研究进展，当聚变功率为??２００ＭＷ时，入射到增擅区域屏蔽包层的中子壁载荷最大值为０．４５ＭＷ／ｍ２，归??一化中子能谱见图３．１，系数为４．４３３４ｅｉｓ，入射到偏滤器区域的中子壁载荷为??Ｏ．ｌＭＷ／ｍ２。ＣＦＥＴＲ屏蔽包层的冷却剂采用压力水。当屏蔽材料和屏蔽包层的??儿何结构确巧后，根据中子入射能谱，便可Ｗ计算出入射到超导线圈的中子通??量。根据超导线圈的中子通量限制要求和计算结果，可Ｗ初步判定屏蔽包层的??材料选择和结构设计足否合理。??１Ｅ－６?飞?Ｉ?括?９＿ｂａｃｋｐｌａ可??１?巨－７??１??＾?１Ｅ－８－??Ｉ??乏??Ｚ?１Ｅ－１１?－??１Ｅ－１２－，??１?１?３?？?Ｉ?ＩＩ■■…Ｉ?■?ｉｊｉｋ?■?？?■＂■？Ｉ?Ｉ?ＩＩＩ?１１１?Ｉ?Ｉ?１１１?ｉ？ｉ｜?■■■■■－ｎｒＩ??１?巨－８?１Ｅ－７?ＩＥ－６?１Ｅ－５?１Ｅ－４?ＩＥ－３?０?０１?０．１?１?１０?１００??Ｅｎｅ?巧?ｙ（ＭｅＶ）??图３．１屏蔽包层中子入射能谱??目前国内外对屏蔽材料的研究较少，ＩＴＥＲ使用传统屏蔽材料３１６Ｌ?（Ｎ）－ＩＧ??不诱钢（ＷＴ简称３１６Ｌ?（Ｎ）?－ＩＧ），可能用于未来聚变堆增殖包层材料的低活??化铁素体／马氏体钢Ｆ８２Ｈ?（Ｗ下简称Ｆ８２Ｈ），此外还有中子屏蔽能力优异的新??型材料碳化鹤ＷＣ?（Ｗ下简称ＷＣ），本章综合比较它们的物理机械性能、抗腐??蚀性能、抗福照性能Ｗ及中子屏蔽能力
【参考文献】：
期刊论文
[1]ITER包层屏蔽块全尺寸原型件的设计与关键制造技术的研发[J]. 康伟山,谌继明,吴继红,陈耀茂,侯少毅,刘浩然,郭时玲,李玲,邓智勇,吴海标. 核聚变与等离子体物理. 2015(01)
[2]ITER中国实验包层在等离子主破裂下的电磁耦合评估[J]. 高椿明,秦臻,陈颜静. 电子科技大学学报. 2013(05)
[3]主破裂事故下中国固态实验包层模块电磁场分析[J]. 陈颜静,冯开明,张国书,栗再新. 核聚变与等离子体物理. 2012(04)
[4]9Cr低活化马氏体钢高温变形行为[J]. 马荣,杨亚峰,燕青芝,杨英,葛昌纯. 北京科技大学学报. 2011(02)
[5]垂直位移事故中ITER屏蔽包层的电磁场分析[J]. 康伟山,谌继明,吴继红,王明旭. 核聚变与等离子体物理. 2010(03)
[6]ITER屏蔽包层屏蔽块热工水力分析[J]. 张秀杰,谌继明,康伟山,袁涛,吴继红. 核聚变与等离子体物理. 2010(03)
[7]中国实验包层模块材料研发进展[J]. 黄群英,李春京,刘少军,严资林,高胜,吴庆生,李艳芬,宋勇,朱志强,柏云清,郭智慧,吴宜灿,FDS团队. 核科学与工程. 2009(03)
[8]可控核聚变与国际热核实验堆（ITER）计划[J]. 冯开明. 中国核电. 2009(03)
[9]ITER屏蔽包层模块的热工水力与热应力分析[J]. 康伟山,张斧,吴继红,许增裕. 核聚变与等离子体物理. 2007(04)
[10]受控核聚变研究的进展和展望[J]. 丁厚昌,黄锦华. 自然杂志. 2006(03)
硕士论文
[1]实验包层模块在MD破裂下的电磁安全分析[D]. 秦臻.电子科技大学 2013
[2]多群中子输运蒙特卡罗伴随计算[D]. 王超.中国工程物理研究院 2012
[3]ITER屏蔽包层的热工水力分析[D]. 闫慧博.华中科技大学 2008
[4]聚变堆材料辐照损伤数值模拟初步研究[D]. 邹俊.合肥工业大学 2007
本文编号：3063060
【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】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．１托仁马克巧置不意巧??．
图２．２真空章二维概念设计图??
研究饥蔽包层的肺敝能力。根据目前增殖包层的研究进展，当聚变功率为??２００ＭＷ时，入射到增擅区域屏蔽包层的中子壁载荷最大值为０．４５ＭＷ／ｍ２，归??一化中子能谱见图３．１，系数为４．４３３４ｅｉｓ，入射到偏滤器区域的中子壁载荷为??Ｏ．ｌＭＷ／ｍ２。ＣＦＥＴＲ屏蔽包层的冷却剂采用压力水。当屏蔽材料和屏蔽包层的??儿何结构确巧后，根据中子入射能谱，便可Ｗ计算出入射到超导线圈的中子通??量。根据超导线圈的中子通量限制要求和计算结果，可Ｗ初步判定屏蔽包层的??材料选择和结构设计足否合理。??１Ｅ－６?飞?Ｉ?括?９＿ｂａｃｋｐｌａ可??１?巨－７??１??＾?１Ｅ－８－??Ｉ??乏??Ｚ?１Ｅ－１１?－??１Ｅ－１２－，??１?１?３?？?Ｉ?ＩＩ■■…Ｉ?■?ｉｊｉｋ?■?？?■＂■？Ｉ?Ｉ?ＩＩＩ?１１１?Ｉ?Ｉ?１１１?ｉ？ｉ｜?■■■■■－ｎｒＩ??１?巨－８?１Ｅ－７?ＩＥ－６?１Ｅ－５?１Ｅ－４?ＩＥ－３?０?０１?０．１?１?１０?１００??Ｅｎｅ?巧?ｙ（ＭｅＶ）??图３．１屏蔽包层中子入射能谱??目前国内外对屏蔽材料的研究较少，ＩＴＥＲ使用传统屏蔽材料３１６Ｌ?（Ｎ）－ＩＧ??不诱钢（ＷＴ简称３１６Ｌ?（Ｎ）?－ＩＧ），可能用于未来聚变堆增殖包层材料的低活??化铁素体／马氏体钢Ｆ８２Ｈ?（Ｗ下简称Ｆ８２Ｈ），此外还有中子屏蔽能力优异的新??型材料碳化鹤ＷＣ?（Ｗ下简称ＷＣ），本章综合比较它们的物理机械性能、抗腐??蚀性能、抗福照性能Ｗ及中子屏蔽能力
【参考文献】：
期刊论文
[1]ITER包层屏蔽块全尺寸原型件的设计与关键制造技术的研发[J]. 康伟山,谌继明,吴继红,陈耀茂,侯少毅,刘浩然,郭时玲,李玲,邓智勇,吴海标. 核聚变与等离子体物理. 2015(01)
[2]ITER中国实验包层在等离子主破裂下的电磁耦合评估[J]. 高椿明,秦臻,陈颜静. 电子科技大学学报. 2013(05)
[3]主破裂事故下中国固态实验包层模块电磁场分析[J]. 陈颜静,冯开明,张国书,栗再新. 核聚变与等离子体物理. 2012(04)
[4]9Cr低活化马氏体钢高温变形行为[J]. 马荣,杨亚峰,燕青芝,杨英,葛昌纯. 北京科技大学学报. 2011(02)
[5]垂直位移事故中ITER屏蔽包层的电磁场分析[J]. 康伟山,谌继明,吴继红,王明旭. 核聚变与等离子体物理. 2010(03)
[6]ITER屏蔽包层屏蔽块热工水力分析[J]. 张秀杰,谌继明,康伟山,袁涛,吴继红. 核聚变与等离子体物理. 2010(03)
[7]中国实验包层模块材料研发进展[J]. 黄群英,李春京,刘少军,严资林,高胜,吴庆生,李艳芬,宋勇,朱志强,柏云清,郭智慧,吴宜灿,FDS团队. 核科学与工程. 2009(03)
[8]可控核聚变与国际热核实验堆（ITER）计划[J]. 冯开明. 中国核电. 2009(03)
[9]ITER屏蔽包层模块的热工水力与热应力分析[J]. 康伟山,张斧,吴继红,许增裕. 核聚变与等离子体物理. 2007(04)
[10]受控核聚变研究的进展和展望[J]. 丁厚昌,黄锦华. 自然杂志. 2006(03)
硕士论文
[1]实验包层模块在MD破裂下的电磁安全分析[D]. 秦臻.电子科技大学 2013
[2]多群中子输运蒙特卡罗伴随计算[D]. 王超.中国工程物理研究院 2012
[3]ITER屏蔽包层的热工水力分析[D]. 闫慧博.华中科技大学 2008
[4]聚变堆材料辐照损伤数值模拟初步研究[D]. 邹俊.合肥工业大学 2007
本文编号：3063060
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