中科院等离子体所装置总体研究室  
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项目简介

 
 
 

    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。由于聚变堆的设计和建造是一项长周期的工程,必须从现在就开始进行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CFETR(China Fusion Engineering Test Reactor)是在吸收消化设计基础上,开展我国聚变工程实验堆工程概念设计。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。

    装置总体研究室承担的主机系统概念设计工作,通过理论和实验研究等手段对目前开展的中国聚变工程实验堆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。相比较等同期国外聚变堆装置,率先完成了满足三种位形的超导磁体系统、遥操作维护、真空室等主机工程概念设计和工程可行性评估。主要包括:

(1)主机设计技术参数要求

(2)超导磁体系统概念设计

(3)超导方案真空室概念设计

(4)超导方案杜瓦及冷屏概念设计

(5)超导方案内部部件概念设计

(6)超导方案遥操作系统概念设计

(7)超导方案装配及系统概念设计

研究成果主要有

 
 
 
 项目组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。开展的工作对于完成中国聚变工程实验堆工程概念设计、树立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。

(1)完成中国聚变工程试验堆(CFETR)总体集成工程设计,系统完成大型超导磁体系统、多种偏滤器位型、包层和内部部件设计;实现等离子体中心场强5.0T,纵场超导磁体最高磁场11T,以及超导中心螺管磁体最大可提供165wb伏秒的物理设计要求。

(2)根据聚变特殊环境要求,开展了CFETR遥操作维护工具结构设计并进行可靠性研究。基于结构设计开展了RH相关运动学、动力学分析,进行了RH控制系统设计研究。

 

 3)完成CFETR协同设计平台设计及硬件搭建,采用PLM协同平台解决方案,为项目提供协同管理、流程管理、信息共享、软件集成等服务,实现CFETR多地域的合作。建立全球协同设计平台,实现中美、中法、中芬等联合实验室的协同设计。