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2017-09-03 发布于上海
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east-nbi反向电子吸收板换热计算与分析 analysis of heat transfer capacity of electron dump on east-nbi

第39 卷第10 期核技术 Vol.39, No.10 2016 年10 月 NUCLEAR TECHNIQUES October 2016 EAST-NBI 反向电子吸收板换热计算与分析 1 1,2 1 1 1 许永建栗翔胡纯栋于玲陶玲 1 1 1 1 谢亚红蒋才超顾玉明李军 1 （中国科学院等离子体物理研究所合肥 230031 ） 2 （中国科学技术大学合肥 230026 ）摘要中性束注入是托卡马克主要的辅助加热手段。目前先进实验超导托卡马克中性束注入(Experimental Advanced Superconducting Tokamak-Neutral Beam Injection, EAST-NBI)装置采用的是正离子源，运行过程中离子源的部分部件有很大的热沉积，其中反向电子吸收板最为严重。经实验研究，当束功率为3.5 MW 时，沉积在反向电子吸收板上的平均功率密度高达4.4 MW·m‒2 ，有着较大的换热负担。为探究反向电子吸收板的极限运行时间，采用数值模拟的方法，对反向电子吸收板在不同束功率、冷却水水压等多种工况进行了计算。结果表明，电子吸收板随着束功率的增大，换热负担加重、换热效果变差，通过增压泵提高冷却水入口压力一定程度上可以提高换热能力，使其极限运行时间延长。对该课题的研究可以指导EAST-NBI 的运行，以保证离子源安全、稳定工作，此外还为反向电子吸收板的进一步结构优化奠定理论基础，对发展长脉冲、高功率的离子源具有重要意义。关键词中性束注入，电子吸收板，换热，极限运行时长，数值模拟中图分类号 TL67 ，TL65，TK121 DOI: 10.11889/j.0253-3219.2016.hjs.39.100602 Analysis of heat transfer capacity of electron dump on EAST-NBI XU Yongjian1 LI Xiang1,2 HU Chundong1 YU Ling1 TAO Ling1 1 1 1 1 XIE Yahong JIANG Caichao GU Yuming LI Jun 1(Institute of Plasma Physics , Chinese Academy of Sciences, Hefei 230031, China) 2( University of Science