EAST与NSTX偏滤器热负荷研究

来源 :中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:susame1976
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稳态长脉冲等离子体放电是EAST丰要目标之一,长时间的等离子体与壁相互作用导致第一壁温度过高,给第一壁带来安全问题。为实时监测第一壁表面温度,成功研制EAST大视场红外内窥镜系统,这套系统可同时监测上下偏滤器,低杂波天线,P窗口活动限制器的表面温度。在大视场红外内窥镜观察下,发现了在低杂波驱动下由磁拓扑导致的打击点撕裂行为,导致带状热负荷的形成,热负荷在外打击点区域与带状热负荷区域之间来回转换,等离子密度越高,带状热负荷越大,在杂质充气下,打击点区域的热负荷下降,由磁拓扑导致的带状热负荷增加。并首次发现在超声分子束下对外靶板区域热负荷沉积模式的改变,数值模拟显示这种模式的改变将降低靶板的温度。  考虑NSTX锂偏滤器中锂的融化及凝固过程,通过迭代方法解热焓方程,将与锂偏滤器同等径向位置的石墨处的热负荷作为边界条件,数值模拟锂偏滤器表面的温度热响应,得到一系列在不同热负荷下,不同初始温度下,锂偏滤器的温度响应特征,同时还比较了锂偏滤器和石墨不同温度响应特征。  将热传递系数考虑进三维热负荷计算程序,TACO,得到较好的二维热负荷分布结果,并将计算结果与二维计算程序,THEODOR进行比较,彼此结果比较吻合。利用二维热负荷分布的结构研究发现在L-H转换期间,打击点区域的热负荷先下降再上升直至ELM-free阶段,由filaments导致的热沉积缓慢下降,L-H转换期间,由filaments导致的热沉积远大于打击点区域的热沉积。对于小ELM,热负荷先到达打击点区域,再到达远离打击点的区域.小ELM产生的带状热负荷携带了主要的粒子,打击点附近几乎没有热负荷,热负荷的最大处距离打击点超过30厘米,而ELM-free阶段热负荷主要集中在打击点区域。  在ELM的热负荷研究中,发现小ELM相对于ELM-free阶段增加了能量输出,同时又减少了靶板峰值热负荷。在较低的βp(<0.7)情况下,ELM时期,热负荷的峰值和能量沉积功率的最大值出现在同一时刻,随着βp的上升,峰值热负荷与最大能量沉积功率出现在不同时刻,峰值热负荷发生在ELM的衰减时期,靶板温度的最大时刻也发生在ELM的衰减时刻。
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