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1、2007春季HT-7实验活动限制器表面温度及热负荷分布总结,李强 杨钟时 罗广南,2019/1/12,Summary of HT-7 2007 spring campaign,1,试验提案及预期的结果,试验内容和方法 将铜基钨瓦活动限制器从HT-7的SOL区域（r 270mm）往等离子体边缘（a = 270mm）移动、然后直接与等离子体接触并成为主限制器（r 270mm）。限制器可插入深度受到材料安全因素的影响，应保证铜基体温度低于600（高温钎焊接头温度限制！）和钨表面温度低于1050（铜基体熔化的风险！）。利用呈十字分布的不同插入深度的两组各三根K型热偶测量基体温度分布，同时利用红外成像仪
2、测量钨瓦表面温度面分布。然后应用三维建模的ANSYS软件进行模拟计算，可以获得正侧各面的分布热流。实验结束后，取样进行材料分析。 预期的结果 热负荷分布与插入深度和各种等离子体参数的关系 托卡马克等离子体轰击对W涂层Cu基体部件的影响,2019/1/12,Summary of HT-7 2007 spring campaign,2,限制器的位置及温度诊断方法,限制器通过传动装置可以插 入到距等离子体中心250mm的位置 （固定限制器的位置a=270mm） 诊断 IR-camera 监测限制器表面的 温度 十字分布的热电偶测量限制器 的内部温度 光纤光谱仪及其他诊断,2019/1/12,Summ
3、ary of HT-7 2007 spring campaign,3,欧姆放电下限制器在不同位置的电子侧和离子 侧以及中间部位的最高温度,活动限制器从HT-7的SOL区域（r 270mm）往等 离子体边缘（a = 270mm）移动、然后直接与等离子 体接触并成为主限制器（r270mm）。实验中共采用了以下位置逐步插入 限制器：280，275，270，265，260 mm。当插入到离等离子体中心位置为260mm的时候，限制器表面温度已达到800左右。可能是材料的失效导致了限制器表面的温度升高过快。,2019/1/12,Summary of HT-7 2007 spring campaign,4,
4、辐照活动限制器的欧姆放电等离子体参数 Ip150kA，ne1.5, a=28.5, 28.0, 27.5, 27.0,26.5, 26.0cm,2019/1/12,Summary of HT-7 2007 spring campaign,5,热流密度的估算,ANSYS 模拟计算结果 ANSYS模拟计算出限制器表面的热流密度略大于20m2。由于材料的失效导致表面的温度过高，因而计算的热流也较大。,ANSYS模拟的表面热负荷20 MW/m2时间1s时限制器的表面温度,2019/1/12,Summary of HT-7 2007 spring campaign,6,06年春季试验欧姆放电下限制器表面
5、的温度变化,Maximum temperatures at ion-side, e-side, and middle position (summary of 11 Ohmic shots),2019/1/12,Summary of HT-7 2007 spring campaign,7,LHCD放电下限制器在不同位置的电子侧和离子 侧以及中间部位的最高温度,在LHCD 中，等离子体的基本参数如下：IP150kA，ne1.3e19m-3, LHCD 320kW 实验中共采用了以下位置逐步降低限制器：280，277，275，272，270，268，265mm,2019/1/12,Summary
6、of HT-7 2007 spring campaign,8,低杂波放电等离子体参数 Ip150kA，ne1.3, PLHCD 320kW a=28.0, 27.7, 27.5, 27.2,27.0, 26.8cm,2019/1/12,Summary of HT-7 2007 spring campaign,9,91398# 不同时刻限制器表面温度分布,2019/1/12,Summary of HT-7 2007 spring campaign,10,等离子体冲击后的限制器表面形貌照片,电子侧和离子侧钨的涂层都产生了裂纹，其中电子侧龟裂较为严重，有钨层脱落。 电子侧钨涂层表面发现烧熔的现象，可
7、能是部分脱落的钨层直接与等离子体作用发生了烧熔，也可能是与钨层连接的铜热沉发生了熔融现象，溶液通过钨层裂纹渗出,2019/1/12,Summary of HT-7 2007 spring campaign,11,总结及下一步试验的改进方案,本论试验活动限制器钨涂层采用了进口钨粉进行喷涂，氧含量和杂质含量大大降低。但是喷涂工艺还不够成熟，涂层与铜基体的结合强度不高，导致材料在接受等离子体冲击时发生了开裂、脱落等严重的失效现象 下一步试验进行改进的计划 1.对喷涂工艺进一步改进 2.对涂层的各种性能进行测试，分析 3.增加两路热电偶对冷却水进出口的两端进行测温，计算冷却水带走的热量,2019/1/12,Summary of HT-7 2007 spring campaign,12,致谢,感谢龚先祖老师和史博在实验上的大力帮助 感谢HT-7工作组所有的成员,2019/1/12,Summary of HT-7 2007 spring campaign,13,谢谢,
