cfetr液态包层的概念设计和mhd效应分析

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1、UniversityofScienceandTechnologyofChina硕士学位论文论文题目波态包层的奴合设计和故启分析作者姓名魏川子学科专业括能科学与工程导师姓名采清完成时间二一五硕士学位论文液态包层的概念设计和效应分析作者姓名：魏川子学科专业：核能科学与工程导师姓名：宋云涛研究员完成时间：二一五年五月六日UniversityofScienceandTechnologyofChinaAdissertationformaster'sdegreeConceptualDesignandMHDAnalysisoftheLiq

2、uidBlanketforCFETRAuthor'sName:ChuanZiWeispeciality：：中国科学技术大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行研究工作所取得的成果。除己特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含任何他人已经发表或撰写过的研宄成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均己在论文中作了明确的说明。作者签名：舰丨丨签字日期：、中国科学技术大学学位论文授权使用声明作为申请学位的条件之一，学位论文著作权拥有者授权中国科学技术大学拥有学位论文的部分使用权，即：学校有权按有关规定向

3、国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文编入《中国学位论文全文数据库》等有关数据库进行检索，可以采用影印、縮印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。本人提交的电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。保密的学位论文在解密后也遵守此规定。签字日期：：力签字日期摘要摘要中国聚变工程实验堆是介于与之间的托卡马克装置。包层是聚变堆中非常重要的部件之一，是完成反应堆中的能量转换的关键部件。由于液态包层具有固态包层无法比拟的优点，从聚变堆的长远发展综合来看，液态包层具有很好的发展前景，未来对包层的研究设

4、计应该以液态包层为重点，解决克服液态包层存在的技术问题与技术难点。本文首先对国内外液态包层的研宄现状进行分析，为液态包层的概念设计提供参考。接着根据液态包层的设计目标和设计参数，对液态包层的结构设计方案进行详细的描述和分析。其次，建立了磁流体在方管中流动的物理模型，并基于磁流体动力学方程和软件对流动模型进行理论分析和数值模拟。为了验证了计算方法具有一定的可靠性，分别计算了绝缘方管内效应随着磁场强度、管道尺寸、磁场方向、哈特曼数等因素变化的理论值与模拟值；由于实际的管道材料是马氏体钢，导电率较高，本文比较了相同管道和边界条件下

5、它与绝缘方管的效应，验证了降低管道壁面电导率的必要性。本文采取在管道内部设置插件的措施来降低壁面电导率，并从插件材料电导率、插件开口方向、插件开口形状、插件开口大小和位置四个方面研宄了插件布置方案对效应产生的影响，从而为设计液态包层管道的插件提供参考。在最后一章中，基于前面的分析结果，对液态包层的内部模块和外部模块管道分段进行了理论分析和数值模拟，验证了计算得到的压降结果满足工程设计要求。然后使用软件对包层第一壁进行了热工水力计算，探宄其在极端热流条件下的热承载能力，并分析了氦冷却管路的粗糙度对第一壁热工水力的影响，改进了第

6、一壁的管道模型，使第一壁在保证冷却能力的同时，能够满足氦气出口温度的设计要求。关键词：核聚变；；液态包层；；AbstractAbstractChinaFusionEngineeringTestingReactorisaTokamakbetweenITERandDEMO.Theblanketisoneofthemostimportantpartsofafusionreactor,anditisakeycomponentofenergyconversion.Becauseoftheadvantagesofsolidblanket

7、,theliquidblankethasgoodprospectsforlong-termdevelopmentoffusionreactors.Thefuturestudiesshouldbefocusingondesignedliquidblankettoresolveliquidblanketpresenttechnicalproblemsandtechnicaldificulties.Inthispaper,currentresearchliquidblanketisanalyzedtoprovidereferenc

8、efortheconceptualdesignofCFETRliquidblanket.ThispaperdescribesthedesigngoalsofliquidblanketandanalyzesstructuraldesignofCFETRliquidBlanketfirstly