高溫氦氣實驗回路概念設計與數值分析.pdf

1、ITER實驗包層概念將是未來聚變反應堆實現氚自持、高熱量提取并轉化為電能的重要實驗平臺，同時也將為今后建造DEMO堆包層技術提供可靠的數據依據。ITER作為發(fā)展聚變能源的一個重要實驗平臺，參與國都在該裝置上進行相關的技術實驗。為此，中國于2004年底向TBWG提交了《中國ITER固態(tài)實驗包層模塊（HC-SB TBM）的設計描述文件（簡稱DDD報告）》。目前，HC-SB TBM的相關設計、技術研發(fā)正在執(zhí)行中。在ITER運行的第一天，用于電

2、磁性能測試的第一個實驗包層模塊(EM-TBM)也將在ITER上投入實驗運行，為了驗證中國ITER-TBM設計可靠性，需要建設一套符合設計要求和參數的高溫氦氣實驗回路（High Temperature Helium Experiment Loop，HTHEL）來進行相關技術的實驗。 本文在對國內外氦氣實驗回路調研的基礎上，根據TBM設計實驗的目標提出了高溫/高壓氦氣實驗回路的概念設計，分別對氦冷主回路系統(tǒng)、壓力控制系統(tǒng)、水冷系統(tǒng)、

3、氦氣凈化系統(tǒng)、數據采集與監(jiān)控等系統(tǒng)的設計和各系統(tǒng)中的各關鍵部件的特性進行了描述。 回熱器是回路中的關鍵部件。根據其氣—氣換熱的特性，設計中采用高效緊湊的翅片式結構換熱器，并對其進行了熱力設計與數值分析，分析結果表明板束承受的熱應力在許用范圍之內。 本文選用專門的管道分析軟件對關鍵管系應力情況以及管道對風機進出口管嘴的受力情況進行了計算、分析，并對管系的設計進行了改進，結果表明改進后的管系設計強度滿足要求，其應力情況和對風