CFETR极向场磁体CICC导体稳定性与交流损耗分析

何　欣　郑金星　宋云涛　徐薇薇

(1.中国科学技术大学核科学技术学院　合肥　230027 2.中国科学院等离子体物理研究所　合肥　230031)



CFETR极向场磁体CICC导体稳定性与交流损耗分析

何欣1郑金星2宋云涛2徐薇薇2

(1.中国科学技术大学核科学技术学院合肥230027 2.中国科学院等离子体物理研究所合肥230031)

中国聚变工程实验堆(CFETR)是超导托卡马克装置，其极向场(PF)磁体对控制等离子体位置形状起重要作用。PF系统能否稳定运行主要取决于管内电缆导体(CICC)的稳定性。为确保PF系统稳定运行，应用数值模拟计算程序Gandalf对CFETR PF磁体CICC进行了稳定性分析，给出了机械和电磁扰动下其稳定性裕度、最小失超能量、温度裕度的计算结果以及分流温度随工作电流和磁场强度变化的规律和失超特性。此外，交流损耗为影响导体稳定性的重要因素，对导体交流损耗进行了计算，并研究了其对导体稳定性的影响。分析结果表明CFETR极向场磁体的导体目前的设计能够充分满足安全裕度的要求。

管内电缆导体稳定性交流损耗极向场

0　引言

中国聚变工程实验堆(China Fusion Engineering Testing Reactor，CFETR)是在吸收消化ITER(International Thermonuclear Experimental Reactor)设计基础上，并借鉴EAST(Experimental Advanced Superconducting Tokamak)、ITER及我国多年托卡马克聚变装置主机设计经验设计的超导托卡马克装置[1]。旨在充分弥补ITER与DEMO(demonstration)之间的差距，开展聚变堆关键技术的测试。

CFETR磁体系统主要包括环向场磁体(Toroidal Field，TF)系统、极向场磁体(Poloidal Field，PF)系统和中心螺管磁体(Central Solenoid，CS)系统[2，3]，其结构如图1所示。CFETR极向场系统主要起到控制等离子体位置形状的作用，由8个线圈构成，分别为PF1～PF6、DC1和DC2。各线圈由NbTi/Cu复合线制成的管内电缆导体(Cable-in-Conduit Conductors，CICC)绕制而成。……