EAST-NBI偏转磁铁磁极护板换热性能分析

摘要

中性粒子束注入加热(Neutral Beam Injection,简称NBI)是东方超环受控核聚变实验装置(EAST)上对等离子体外部加热和维持的主要手段之一.偏转磁铁是NBI系统形成中性粒子束的关键部件,其在束流通道两侧的磁极护板工作状态下会有大量高能粒子沉积.因此,偏转磁铁结构除满足基本功能需求之外,其内部磁极护板还必须具有较好的换热能力,以实现NBI系统长脉冲乃至稳态运行的设计目标.为验证EAST-NBI偏转磁铁结构换热性能及其设计的可行性,本文基于热流固耦合分析方法分析了偏转磁铁磁极护板初始结构换热性能,仿真结果表明偏转磁铁磁极护板初始结构能够满足EAST-NBI系统(2MW、100s)的运行要求,但若要实现稳态运行要求还需对其进一步强化换热优化设计.本文研究可为EAST-NBI系统偏转磁铁后期实验运行提供必要的理论指导,对保证EAST-NBI系统安全运行具有重要意义.