發(fā)布時(shí)間：2024-06-01 01:14

　　通過測(cè)量EAST裝置水冷系統(tǒng)的出入口冷卻水的溫差和流量,搭建了第一壁熱負(fù)荷測(cè)量系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了第一壁熱負(fù)荷的分布測(cè)量。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在上單零偏濾器位形放電實(shí)驗(yàn)中,該系統(tǒng)測(cè)量的熱負(fù)荷約占總注入能量的80%,其中,接近50%的熱負(fù)荷沉積在上偏濾器區(qū)域。高的加熱功率會(huì)使得第一壁熱負(fù)荷更快上升。通過冷卻水降溫曲線擬合計(jì)算得出EAST裝置上鎢偏濾器水冷系統(tǒng)的熱衰減時(shí)間約為下石墨偏濾器水冷系統(tǒng)的十分之一。

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【部分圖文】：

圖1EAST裝置水冷模塊分布示意圖

EAST裝置PFCs的水冷系統(tǒng)被分為I～V五個(gè)獨(dú)立模塊，如圖1所示。模塊I覆蓋整體上偏濾器，模塊II覆蓋上被動(dòng)板區(qū)域，模塊III覆蓋下偏濾器內(nèi)靶板非打擊點(diǎn)和高場(chǎng)側(cè)區(qū)域，模塊IV覆蓋下圓頂Dome、下偏濾器外靶板非打擊點(diǎn)和下被動(dòng)板區(qū)域，而模塊V覆蓋下偏濾器內(nèi)靶板打擊點(diǎn)和下偏濾器外靶....

圖2EAST典型的第一壁熱負(fù)荷比例

在2018年的長(zhǎng)脈沖高功率等離子體放電實(shí)驗(yàn)中，第一壁熱負(fù)荷測(cè)量系統(tǒng)成功監(jiān)測(cè)了各水冷模塊排出的熱負(fù)荷及其比例。通過統(tǒng)計(jì)不同放電參數(shù)的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在大功率(>2MW)、脈沖長(zhǎng)度超過10s、上單零偏濾器位形放電條件下，上偏濾器區(qū)域承受的熱負(fù)荷占比均接近50%。圖2為其中典型上單零(USN....

圖3等離子體放電的總加熱功率(a)和上偏濾器的熱負(fù)荷(b)以及熱負(fù)荷變化率(c)

圖3c展示了與圖3b對(duì)應(yīng)的熱負(fù)荷變化率的演化過程。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，更高的加熱功率放電條件下，上偏濾器區(qū)域熱負(fù)荷的增速更高。對(duì)于兩種不同的加熱功率，在各自功率維持不變的情況下，熱負(fù)荷增速都呈現(xiàn)出先增大后減小的特征，且增速曲線上的轉(zhuǎn)折點(diǎn)都出現(xiàn)在加熱關(guān)斷之前。這是由于在放電起始階段，偏濾....

圖4上、下偏濾器的冷卻水溫差隨時(shí)間的演化

式中，T為偏濾器水冷模塊冷卻水出入口的溫差，單位為℃；T0為溫度開始下降時(shí)的水的初始溫度；t為時(shí)間；τ為熱衰減時(shí)間常數(shù)，單位為s。如前文所述，EAST裝置上、下偏濾器使用的靶板材料不相同，分別為鎢和石墨。為了定量比較兩個(gè)偏濾器區(qū)域的水冷系統(tǒng)的冷卻性能，本文對(duì)比分別分析了上、下單零....

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