《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

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