中性束注入装置真空压力分布研究及结构设计的开题报告.docx

中性束注入装置真空压力分布研究及结构设计的开题报告一、研究背景核聚变技术作为未来清洁能源的重要来源之一，已经引起全球的广泛关注。而中性束注入装置作为核聚变装置的关键部件之一，其受热面的热负荷及能量转换效率对聚变反应堆的可靠性和效率有着至关重要的影响。因此，在中性束注入装置的研制过程中，对其真空压力分布和结构设计进行深入研究具有重要的意义和价值。二、研究内容和目的本文将以中性束注入装置的真空压力分布和结构设计为研究对象，通过实验和数值模拟的方法，探究中性束注入装置内部的真空压力分布规律，分析装置结构对真空压力分布的影响，并优化设计中性束注入装置结构，以提高其能量转换效率和使用寿命，从而为核聚变技术的发展提供有力的支撑。具体研究内容包括以下几个方面：1.研究中性束注入装置的真空压力分布规律，测量不同位置的压力值，并分析真空泵的抽气能力和系统的漏气率对真空压力分布的影响。2.基于材料力学和热力学原理，建立中性束注入装置的二维和三维数值模型，探究装置结构对真空压力分布的影响，包括管路位置、泄放阀开度、密封材料等因素。3.优化中性束注入装置结构设计，包括改进泄放阀、增加抽气泵数量、更换密封材料等方式，以提高装置的能量转换效率和使用寿命。三、研究方法和技术路线本研究将采用实验和数值模拟相结合的方法，通过实验测量和数值计算的方式，研究中性束注入装置的真空压力分布规律和结构设计的优化方案。具体技术路线包括以下几个步骤：1.实验设计和数据采集：确定实验测试方案和测试设备，设计实验方案并进行实验数据的采集和记录。2.数值模拟建模：基于装置实际尺寸和工作条件，建立中性束注入装置的二维和三维数值模型，并进行流场模拟和压力分布计算。3.实验数据处理和数值模拟结果分析：对实验数据和数值模拟结果进行处理和分析，探究中性束注入装置内部的真空压力分布规律，分析装置结构对真空压力分布的影响。4.装置结构优化设计：通过分析，确定装置结构设计的优化方案，包括改进泄放阀、增加抽气泵数量、更换密封材料等方式，以提高装置的能量转换效率和使用寿命。四、预期研究结果本文研究将通过实验和数值模拟的方法，探究中性束注入装置的真空压力分布规律和结构设计的优化方案。预期的研究结果包括以下几个方面：1.研究出中性束注入装置内部的真空压力分布规律，确定不同位置的压力值，为装置的工作条件提供准确数据。2.通过数值模拟分析装置结构对真空压力分布的影响，包括管路位置、泄放阀开度、密封材料等因素。3.基于分析结果，进行装置结构的优化设计，提高装置的能量转换效率和使用寿命。五、参考文献[1]邱发挥,杨永海,朱学智.黄金中性束注入装置真空系统的漏气分析[J].原子能科学技术,2019,53(11):2111-2118.[2]ZhangL,LiH,LiuJ.FiniteelementanalysisofthethermalstressinW/Cujointofneutralbeaminjector[J].FusionEngineeringandDesign,2012,87(11):1999-2002.[3]LiJ,GongX,LiJ,etal.NumericalsimulationoftheneutralbeaminjectionsysteminEASTtokamak[J].FusionEngineeringandDesign,2010,85(10-12):2392-2396.