内容简介
《聚变工程实验堆装置主机设计》在国内外首次系统性描述了聚变工程实验堆的概念设计方案,为中国聚变工程实验堆(聚变反应堆工程)提供理论指导和工程技术支持。针对聚变反应堆工程的各项运行指标和关键等离子体参数要求,《聚变工程实验堆装置主机设计》系统总结了装置主机设计中涉及的超导磁体系统、真空室系统、冷屏和杜瓦系统、先进偏滤器和包层系统、遥操作维护和主机装配等原理和方法,同时针对聚变工程实验堆装置主机设计中涉及的创新设计及科学研究方法进行了总结。
《聚变工程实验堆装置主机设计》适合从事核及核聚变领域学习和研究的研究生及科研工作者参考阅读。
目录
前言
第一章 超导磁体设计
第一节 托卡马克装置超导磁体基本原理
第二节 托卡马克装置超导磁体研究关键技术
第三节 CFETR纵场超导磁体
一、纵场超导磁体基本结构及导体设计
二、纵场超导磁体支撑系统及冷却系统设计
三、纵场磁体电磁和结构分析计算
第四节 CFETR中心螺管超导磁体
一、中心螺管超导磁体基本结构及导体设计
二、中心螺管超导磁体支撑系统及冷却系统设计
三、中心螺管磁体电磁和结构分析计算
第五节 CFETR平衡场超导磁体
一、平衡场超导磁体基本结构及导体设计
二、平衡场超导磁体支撑系统及冷却系统设计
三、平衡场磁体电磁和结构分析计算
第六节 CFETR超导磁体导体稳定性校核.|
一、超导体材料性能以及材料参数
二、稳定性计算工况
三、CFETR导体定标率及稳定性分析
参考文献
第二章 磁约束聚变堆杜瓦系统
第一节 杜瓦系统工作原理及功能
第二节 杜瓦系统研究发展现状
第三节 杜瓦系统中的关键技术问题
第四节 CFETR杜瓦系统
一、系统描述
二、设计要求
三、杜瓦系统设计
第五节 关键技术难点
参考文献
第三章 冷屏
第一节 托卡马克冷屏系统概述
第二节 国内外主要托卡马克冷屏的研究现状
第三节 CFETR冷屏系统关键技术
第四节 CFETR冷屏系统描述
一、总体描述
二、功能描述
三、系统基本结构
四、系统级别定义
五、系统接口
第五节 CFETR冷屏系统设计要求
一、一般设计要求
二、功能设计要求
三、结构设计要求
四、机械设计要求(包括载荷条件)
五、制冷能力及真空要求
六、接地和绝缘要求
七、电器、仪器及控制设计要求
八、加工制造及装配要求
九、材料要求
十、安全要求
十一、测试、验收及退役后处理要求
第六节 CFETR冷屏系统设计
一、杜瓦冷屏
二、支撑冷屏
三、真空室冷屏
四、冷屏冷却系统
五、冷屏仪器设备
六、一般及其他组件
七、热分析
第七节 运行及维护
一、运行状态
二、维护要求
参考文献
第四章 真空室
第五章 包层系统设计
第六章 偏滤器
第七章 遥操作维护系统
第八章 主机RAMI设计
第九章 主机装配及测量
第十章 协同项目管理及协同设计
部分缩写和缩略语
前言/序言
核聚变能源已成为人类社会未来的理想能源,是最有希望彻底解决能源问题的根本出路之一。全世界磁约束聚变界通过近50年的共同努力,在托卡马克装置上开发聚变能源的科学可行性已经被实验证实,ITER计划正是在这样的基础上为进一步建造示范堆,进而建造聚变电站而提出的一个聚变实验堆,它将为示范堆和聚变能电站提供集成的科学和技术基础。该计划目前已进人工程建造阶段。中国作为ITER的参与方,全面履行我国参加ITER计划所承担的任务和实物贡献,参加了ITER装置建设运行和实验。实际上,参与该计划的各个合作伙伴根据自己国家的能源状况开始或已经制定了进取程度各不相同的后ITER计划。中国也高度重视新能源的开发和利用,并且将新能源的关键技术领域提高到国家科技重点发展的层面。因此,积极研讨和确定国家聚变能发展战略规划,不仅体现了中国对人类未来能源问题负起大国责任的态度,同时对于我国的可持续发展有着重要的战略和经济意义。
我国聚变研究的战略目标,就是促使核聚变能在可能的条件下,尽早在中国使用。聚变堆的设计和建造是一项长周期工程,必须从现在就开始进行ITER之后的聚变堆集成设计和关键技术研发。中国聚变工程实验堆(China Fusion Engineering TestReactor.CFETR)是在吸收消化ITER设计基础上,开展我国聚变工程实验堆工程概念设计而成的。吸收消化先进磁约束聚变装置设计的关键技术,进行聚变堆的集成设计及其关键技术的研发,对于中国完全掌握设计和建造下一代聚变堆的技术有着重要战略意义。
本书对于目前开展的中国聚变工程实验堆CFETR的关键系统和部件概念设计进行了详细的规范、分析和总结。同时,结合关键系统和部件在概念设计的具体优化过程,系统概括了各主要关键子系统部件在下一步具体设计过程中需要严格遵行的设计原则和实施方法。相信本书的出版对于完成中国聚变工程实验堆工程概念设计、促进大科学工程项目工程设计总体管理及标准化以及培养未来的聚变堆设计队伍有着长远意义。
作者
2015年元旦