中国聚变工程实验堆氦冷固态包层结构设计与热工水力分析研究

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 聚变堆包层研究背景

1．1．1 聚变堆包层的作用与分类

1．1．2 国际热核聚变实验堆ITER与实验包层模块计划

1．1．3 中国聚变工程实验堆CFETR及其包层设计要求

1．2 聚变堆固态包层研究现状

1．2．1 ITER固态实验包层模块

1．2．2 CFETR固态增殖剂包层

1．3 论文研究内容与意义

第二章 包层结构设计

2．1 设计原则与要求

2．1．1 设计原则

2．1．2 设计要求

2．2 材料选取

2．2．1 结构材料

2．2．2 氚增殖剂

2．2．3 中子倍增剂

2．2．4 第一壁保护层

2．3 设计描述

2．3．1 堆内包层布置方案

2．3．2 包层基本结构

2．3．3 主要部件

2．4 包层结构TBR性能评估

2．5 小结

第三章 包层热工水力学分析

3．1 包层热源

3．2 氦气物性参数

3．3 氦气流动方案

3．4 氦气质量流率分析

3．5 氦气温度分析

3．6 氦气压降分析

3．7 小结

第四章 包层热分析

4．1 材料温度限制

4．2 材料物性参数

4．3 计算模型

4．4 载荷与边界条件

4．5 热分析结果

4．5．1 第一壁平均表面热流载荷

4．5．2 第一壁最大表面热流载荷

4．6 氦气流量对包层温度的影响分析

4．7 功率分布对包层温度的影响分析

4．8 小结

第五章 氮气联箱流量分配分析

5．1 分析目的与方法

5．1．1 分析目的

5．1．2 分析方法

5．2 计算模型

5．3 边界条件与计算方法

5．3．1 边界条件

5．3．2 计算方法

5．4 流量分配分析结果与优化

5．4．1 第一层氦气联箱

5．4．2 第二层氦气联箱

5．4．3 第三层氦气联箱

5．5 联箱内氦气压降评估与优化

5．6 联箱壁面热性能评估

5．7 小结

第六章 包层热-机械分析

6．1 性能评价规则

6．1．1 应力的定义与分类

6．1．2 应力的评定规则

6．2 材料性能参数

6．3 计算模型

6．4 载荷与边界条件

6．5 分析结果

6．5．1 正常运行工况

6．5．2 盒内超压事故

6．6 包层结构优化

6．6．1 加固盖板

6．6．2 加厚冷却板

6．7 小结

第七章 总结与展望

7．1 总结

7．2 特色与创新

7．3 展望

参考文献

致谢

在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果