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1、博士论文答辩答辩人：陈文革中国科学院等离子体物理研究所26EPS,Mastrich,Netherlan,14-18June,199博士论文题目：HT-7U超导托卡马克核聚变装置纵场磁体结构的设计分析与磁体实验分析26EPS,Mastrich,Netherlan,14-18June,199HT-7U装置的主要参数纵场中心场强,Bo3.5T等离子体的电流,IP1MA大半径,Ro1.7m小半径,a0.4m拉长比,Kx1.6-2三角形变,dx0.6-0.8等离子体位形双零偏滤器单零偏滤器抽气偏滤器加热及电流驱动:ICRH3-3.5
2、MWLHCD3.5MWECRH0.5MWNBI≧4MW（第二阶段）脉冲长度1000sHT-7U装置总体结构工程图ASIPP纵场超导磁体系统的结构设计它是由十六个“D”型超导线圈沿环向均布排列组成的。线圈采用由五段圆弧和一直线段组成的近似D形主要是来满足等离子体非圆拉长截面和降低纵场线圈内部弯矩的需要。线圈的直线段的高度主要由等离子的三角形变、拉长比、偏滤器结构及装置的真空室等因素决定。纵场线圈是置于线圈盒中，线圈盒采用强度焊和密封焊两种形式。纵场磁体系统的支撑方式为：以纵场线圈盒直线段处相互挤紧的方式形成内拱来承受纵场磁体
3、系统的强大向心力；以线圈盒外侧圆弧段之间的上下环向楔状结构中的键销结构来抵抗由倾覆力矩带来的剪切力。此外在装置的总体结构中纵场线圈盒还作为极向场系统（包括中心螺管部分）的支撑基础。纵场线圈盒及其外侧环向楔状支撑设计为筋板加强式箱式结构。垂直高度为3.634米而径向宽度为2.6092米以及环向宽度为0.3474米，其线圈盒是用不等厚的低温下高强度的不锈钢316LN板材焊接而成。HT-7U纵场磁体结构（1/16）ASIPPASIPP论文的主要内容1.HT-7U纵场超导磁体结构系统的电磁分析； 2.纵场超导磁体等效材料特性的有限
4、元预测； 3.HT-7U纵场超导磁体结构系统的力学分析； 4.纵场磁体系统中线圈盒的稳态与瞬态传热分析; 5.纵场超导磁体结构系统的地震响应谱分析； 6.螺管型实验模型磁体的实验研究。第一部分HT-7U纵场超导磁体结构系统的电磁分析ASIPP纵场超导磁体中三维电磁场计算的理论依据：Maxwell电磁场方程组（即电磁学定律的微分形式）是研究电磁现象的最基本方程，它也是电磁场理论分析和工程设计的出发点。电磁场Maxwell的方程组包括电荷守恒定律、磁通守恒定律、Gauss定律、广义Ampere定律和Fara-day电磁感应定律
5、。基于这个理论由可以推导出毕奥—萨伐尔（Biot-Savart）定律，其表达式可给出了电流体积分布产生的磁场，见如下公式：这时，施加在载流体上的电磁力（即Lorentz磁力）便可以通过将矢量积并 对载流体的体积进行积分来计算，即用公式来计算。根据电感与电流之间的关系，载流线圈的自感参数为：，而互感系数为：纵场磁体系统的总电感参数为系统中各个线圈的自感与它们各自之间的互感的代数和。ASIPP根据计算，为了产生3.5T、4.0T和4.5T的环向中心磁场强度，相对应的纵场磁体系统中每个D型线圈将通以14.4077KA,16.3
6、511KA和18.3856KA的电流。同时计算结果表明：这时的最高磁场强度分别为5.85T，6.72T和7.56T，位置出现在R=1120mm、Z=850mm处。纵场磁体的磁场强度分布图(B=3.5t)ASIPP经计算，在等离子体的边缘R=1300mm和R=2500mm处，其波纹度分别为2.03%和4.55%，而在等离子体的中心处的波纹度为0.05%。这个结果已满足物理设计的要求。整个纵场磁体系统在不考虑接头的连接导体等情况下,其电感为2.91525亨利，这时纵场磁体系统的储能分别为298.39M（B=3.5T)、389.
7、7084MJ(B=4.0T)和493.26MJ(B=4.5T)在环向0°和11.25°方向Bt上的和波纹度ASIPP单并CICC导体内匝、中间匝和外匝的磁场强度单并CICC导体沿着长度方向的磁场强度ASIPP在正常运行的一个放电周期内各极向场线圈电流完整的变化波形。根据极向场磁体系统一体化设计的结果，整个放电周期可分为七个部分，即Dis-chargeStart(t=0.0s)、PlasmaIgnition(t=0.06s)、PlasmaRampto100KA(t=0.2s),PlasmaRampto420KA(t=1.0s
8、),PlasmaRampto1MA(t=4.0s),Bata-pFullof1.6(t=5.0s)和EndoftheFlat-top(t=13.64s)。等离子体和极向场各线圈的放电波形(R=1.78m,a=0.4m,Kx=1.6~2.0,δx=0.4~0.6)ASIPP当纵场磁体系统维持中心场强（在大
