Анализ магнитоупругой устойчивости и термомеханических процессов в магнитной системе термоядерного реактора

• Автор: Алексеев, Александр Борисович
• Шифр специальности: 01.04.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 167 с.

Содержание
Введение

1. Магнитоупругая устойчивость элементов электромагнитной системы (ЭМС) ИТЭР

1.1 Введение. Магнитная жесткость. Потенциальность пондеро-моторных сил

1.2 Система катушек тороидального поля (КТП)

1.2.1 Устойчивость внутренней зоны системы КТП в случае 23 частичного арочного распора

1.2.2 Устойчивость центральной зоны системы КТП в схеме с

. опиранием на центральный соленоид

1.3 Система катушек полоидального поля (КПП)

1.3.1 Устойчивость системы КПП на упругих опорах

1.3.2 Устойчивость КПП в тороидальном поле

1.4 Выводы по главе
2. Термонапряженное состояние ЭМС ИТЭР при захолаживании
2.1 Введение
2.2 Температурные поля в КТП при захолаживании
2.2.1 Модель двухфазной гомогенной среды —.
2.2.2 Распределение температуры в сверхпроводящей обмотке
2.2.3 Распределение температуры в корпусе катушки
2.2.4 Эффективные теплофизические свойства обмотки
2.2.5 Результаты расчета температурных полей
2.3 Напряженно-деформированное состояние КТП
2.3.1 Постановка задачи. Расчетная модель
2.3.2 Результаты расчетов 92 • 2.4 Анализ захолаживания модельной катушки центрального

соленоида ИТЭР и сравнение с экспериментальными данными
2.5 Выводы по главе
3. Электро- и термомеханика сверхпроводящего кабеля при потере
сверхпроводимости
3.1 Постановка модельной задачи о локальном скачке сопротивления в композитном проводе кругового сечения
3.2 Диффузия тока
3.3 Определение температурного поля
3.4 Расчет поля напряжений
3/5 Выводы по главе
Заключение
Список литературы
Введение
Одним из наиболее перспективных направлений в современной энергетике является создание установок для осуществления управляемого термоядерного синтеза (УТС). Практическая реализация УТС позволит обеспечить человечество фактически неисчерпаемым источником энергии [1-5]. Среди различных устройств для создания условий необходимых для УТС наибольшее распространение получили установки с магнитным удержанием плазмы - токамаки [3, 5]. Устройство, объединяющее
тороидальную камеру с магнитным полем, было впервые создано в России, и теперь сокращение ’’токамак” стало международным словом. За последние десятилетия в мире построено несколько десятков токамаков и получены обнадеживающие результаты, однако до сих пор не удалось достичь требуемых для УТС параметров. Первой такой установкой должен стать. ITER (ИТЭР) - международный экспериментальный термоядерный реактор
[9]. Эскизное проектирование ИТЭР было начато в 1988г., недавно закончилась разработка технического проекта. Сейчас идет работа по адаптации проекта к строительству. В работе над проектом участвуют практически все ведущие в области УТС лаборатории и институты мира. За прошедшие 14 лет происходили значительные изменения в проекте, однако оставалась неизменной основная цель ИТЭР - продемонстрировать управляемую термоядерную реакцию и отработать основные технические решения для последующих термоядерных электростанций [7, 9].
Важнейшим элементом токамака является электромагнитная система (ЭМС). Создаваемые ЭМС магнитные поля служат для формирования и удержания плазмы [2]. Для ИТЭР предполагается использовать сверхпроводящие магниты, работающие при температуре жидкого гелия (4.2К) [8, 15].

а) Модель с распределенными параметрами
Рис. 1.2
Расчетные модели для определения магнитомеханической устойчивости прямолинейных участков КТП в случае частичного арочного распора