Nghiên cứu và thiết kế thủy nhiệt của các thành phần tiếp xúc plasma (PFC) làm mát bằng nước cho tokamak SST-1

P. Chaudhuri1, D.C. Reddy1, S. Khirwadkar1, N.R. Prakash1, P. Santra1, Y.C. Saxena1
1Institute for Plasma Research, Gandhinagar, India

Tóm tắt

Các thành phần tiếp xúc plasma (PFC) là một phần quan trọng trong thiết kế của Tokamak Siêu dẫn Chế độ Bền (SST-1). PFC của SST-1 bao gồm các thiết bị rẽ dòng, các thiết bị ổn định thụ động, các vách ngăn và các giới hạn, được thiết kế để tương thích với hoạt động chế độ bền. Điều quan trọng nhất trong thiết kế PFC là khả năng tản nhiệt ổn định lên tới 1 MW/m/sup 2/. Trong quá trình vận hành ổn định, tải nhiệt trung bình trên hệ thống rẽ dòng và các thiết bị ổn định thụ động dự kiến lần lượt là 0,6 và 0,25 MW/m/sup 2/. PFC được thiết kế để chịu đựng được các lưu lượng nhiệt cực đại mà không xảy ra xói mòn đáng kể, do đó việc thay thế thường xuyên không cần thiết. Các yếu tố thiết kế bao gồm phân bố nhiệt độ tấm gạch trong chế độ bền 2 chiều và tạm thời cũng như các tải nhiệt phát sinh trong PFC trong quá trình làm mát. Các thông số chất làm mát cần thiết để duy trì thiết kế thủy-lý tối ưu, nhiệt độ bề mặt tấm gạch và cơ chế vừa khít tấm gạch đã được nghiên cứu. Một mã finite difference 2 chiều đã được phát triển để nghiên cứu hành vi dòng chảy và phản ứng nhiệt của PFC trong quá trình làm mát.

Từ khóa

#Tokamaks #Steady-state #Tiles #Cooling #Surface fitting #Temperature distribution #Thermal loading #Coolants #Plasma temperature #Finite difference methods

Tài liệu tham khảo

10.1109/FUSION.2002.1027737 chaudhuri, 0, Radiative heat loads on PFC and VV during baking of SST-l Tokamak, Fusion Engineering and Design 10.1016/0029-5493(94)90338-7 1995, 'nite element analysis code baxi, 0, Thermal Hydraulic Analysis of the TPX Plasma Facing Components, Proc 16ihIEEE/NPSS Symposium on Fusion Engineering, 1283 10.1016/S0022-3115(96)00681-2 khirwadkar, 1997, Conceptual Design of SST-1 Poloidal Divertor despande, 0, SST-|: an overview, Proc 17th IEEE/NPSS Symposium on Fusion Engineering, 1, 227, 10.1109/FUSION.1997.687025 rohsenow, 1995, Handbook of Heat Transfer Fundamentals 10.1088/0029-5515/40/6/305