《春季HT-7实验活动限制器表面温度及热负荷分布总结_》-精选·课件.pptVIP

《春季HT-7实验活动限制器表面温度及热负荷分布总结_》-精选·课件.ppt

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Summary of HT-7 2006 Spring Campaign 2007春季HT-7实验活动限制器表面温度及热负荷分布总结 李强 杨钟时 罗广南 试验提案及预期的结果 试验内容和方法    将铜基钨瓦活动限制器从HT-7的SOL区域(r 270mm)往等离子体边缘(a = 270mm)移动、然后直接与等离子体接触并成为主限制器(r 270mm)。限制器可插入深度受到材料安全因素的影响,应保证铜基体温度低于600℃(高温钎焊接头温度限制!)和钨表面温度低于1050℃(铜基体熔化的风险!)。利用呈十字分布的不同插入深度的两组各三根K型热偶测量基体温度分布,同时利用红外成像仪测量钨瓦表面温度面分布。然后应用三维建模的ANSYS软件进行模拟计算,可以获得正侧各面的分布热流。实验结束后,取样进行材料分析。 预期的结果    热负荷分布与插入深度和各种等离子体参数的关系     托卡马克等离子体轰击对W涂层Cu基体部件的影响 限制器的位置及温度诊断方法   限制器通过传动装置可以插 入到距等离子体中心250mm的位置 (固定限制器的位置a=270mm) 诊断 IR-camera 监测限制器表面的 温度 十字分布的热电偶测量限制器 的内部温度 光纤光谱仪及其他诊断 欧姆放电下限制器在不同位置的电子侧和离子 侧以及中间部位的最高温度 活动限制器从HT-7的SOL区域(r 270mm)往等 离子体边缘(a = 270mm)移动、然后直接与等离子 体接触并成为主限制器(r270mm)。实验中共采用了以下位置逐步插入 限制器:280,275,270,265,260 mm。当插入到离等离子体中心位置为260mm的时候,限制器表面温度已达到800℃左右。可能是材料的失效导致了限制器表面的温度升高过快。 辐照活动限制器的欧姆放电等离子体参数 Ip~150kA,ne~1.5, @ a=28.5, 28.0, 27.5, 27.0,26.5, 26.0cm 热流密度的估算 ANSYS 模拟计算结果  ANSYS模拟计算出限制器表面的热流密度略大于20MW/m2。由于材料的失效导致表面的温度过高,因而计算的热流也较大。 06年春季试验欧姆放电下限制器表面的温度变化 LHCD放电下限制器在不同位置的电子侧和离子 侧以及中间部位的最高温度 在LHCD 中,等离子体的基本参数如下:IP~150kA,ne~1.3e19m-3, LHCD ~320kW 实验中共采用了以下位置逐步降低限制器:280,277,275,272,270,268,265mm 低杂波放电等离子体参数 Ip~150kA,ne~1.3, PLHCD~ 320kW @ a=28.0, 27.7, 27.5, 27.2,27.0, 26.8cm 91398# 不同时刻限制器表面温度分布 等离子体冲击后的限制器表面形貌照片 电子侧和离子侧钨的涂层都产生了裂纹,其中电子侧龟裂较为严重,有钨层脱落。 电子侧钨涂层表面发现烧熔的现象,可能是部分脱落的钨层直接与等离子体作用发生了烧熔,也可能是与钨层连接的铜热沉发生了熔融现象,溶液通过钨层裂纹渗出 总结及下一步试验的改进方案 本论试验活动限制器钨涂层采用了进口钨粉进行喷涂,氧含量和杂质含量大大降低。但是喷涂工艺还不够成熟,涂层与铜基体的结合强度不高,导致材料在接受等离子体冲击时发生了开裂、脱落等严重的失效现象 下一步试验进行改进的计划 1.对喷涂工艺进一步改进 2.对涂层的各种性能进行测试,分析 3.增加两路热电偶对冷却水进出口的两端进行测温,计算冷却水带走的热量 致谢 感谢龚先祖老师和史博在实验上的大力帮助 感谢HT-7工作组所有的成员 谢谢 Summary of HT-7 2007 spring campaign HT-7/ EAST ASIPP ASIPP HT-7/ EAST HFS LFS R270 min ~ 255 Movable limiter Position of the fixed limiter External VV Internal VV Co-axial cooling piping Port for IR camera ANSYS模拟的表面热负荷20 MW/m2时间1s时限制器的表面温度 Maximum temperatures at ion-side, e-side, and middle position (summary of 11 Ohmic shots) 0ms 200ms 400ms 600ms 800ms 1000ms 1200ms 1600ms 2000ms 3000ms 4000ms 5000ms S

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