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华中科技大学硕士学位论文高温氦气实验回路概念设计与数值分析姓名：***申请学位级别：硕士专业：制冷及低温工程指导教师：陈焕新;冯开明20080505摘要ITER实验包层概念将是未来聚变反应堆实现氚自持、高热量提取并转化为电能的重要实验平台，同时也将为今后建造DEMO堆包层技术提供可靠的数据依据。
ITER 作为发展聚变能源的一个重要实验平台，参与国都在该装置上进行相关的技术实验。
为此，中国于2004年底向TBWG提交了《中国ITER固态实验包层模块（HC-SB TBM）的设计描述文件（简称DDD报告）》。
目前，HC-SB TBM的相关设计、技术研发正在执行中。
在ITER运行的第一天，用于电磁性能测试的第一个实验包层模块(EM-TBM)也将在ITER上投入实验运行，为了验证中国ITER-TBM设计可靠性，需要建设一套符合设计要求和参数的高温氦气实验回路（High Temperature Helium Experiment Loop, HTHEL）来进行相关技术的实验。
本文在对国内外氦气实验回路调研的基础上，根据TBM设计实验的目标提出了高温/高压氦气实验回路的概念设计，分别对氦冷主回路系统、压力控制系统、水冷系统、氦气净化系统、数据采集与监控等系统的设计和各系统中的各关键部件的特性进行了描述。
回热器是回路中的关键部件。
根据其气—气换热的特性，设计中采用高效紧凑的翅片式结构换热器，并对其进行了热力设计与数值分析，分析结果表明板束承受的热应力在许用范围之内。
本文选用专门的管道分析软件对关键管系应力情况以及管道对风机进出口管嘴的受力情况进行了计算、分析，并对管系的设计进行了改进，结果表明改进后的管系设计强度满足要求，其应力情况和对风机的影响均在允许范围内。
文中对回路的运行及安全进行了论证,文章最后总结了本文研究的主要内容，并对进一步的工作提出了建议。
本文的设计、计算、分析对今后的详细设计和工程设计具有一定的指导意义。
第23卷第5期2006年10月现代电力M odern Electric Pow erV o l123N o15O ct12006文章编号:1007-2322(2006)05-0082-07文献标识码:A中图分类号:T M63112+4可控核聚变与ITER计划冯开明(核工业西南物理研究院,四川成都)摘要:本文简要介绍了我国能源的基本情况,核聚变能和可控核聚变的基本原理,国际热核聚变实验堆ITER的历史与现状。
最后,对我国磁约束核聚变的研究发展做了简要回顾。
关键词:可控核聚变;ITER计划;磁约束;托卡马克0引言能源是社会经济发展的物质基础,随着社会的发展和人类文明的进步,人类对能源的需求也越来越大。
从化石燃料提供的能源来看,地球上的化石燃料资源有限,煤储量有可能维持200年左右,石油、天然气仅能维持几十年;另一方面大量使用化石燃料,特别是煤炭,造成了严重的环境污染,而且能源结构单一,经济效益不合理。
我国有13亿人口,目前的人均能源消耗仅为世界人均能耗的1/2,发达国家的1/40,主要能源是煤,而人均占有量远远低于世界水平。
中国GDP正以年增长7%~8%的高速度发展,预计到2050年我国人口将增至15~16亿,根据国家发展远景规划,届时我国的人均GNP将为4000~6000美元,对能源将有巨大的需求。
因此,我们将比其他任何国家更快遇到能源短缺和大量使用化石燃料造成严重环境污染的问题。
从长远来看,核能将是继石油、煤和天然气之后的主要能源,人类将从/石油文明0走向/核能文明0。
目前我国正在运行的核电站都是核裂变电站。
核裂变虽然能产生巨大的能量,但远远比不上核聚变。
另一方面,裂变堆的核燃料蕴藏极为有限,而且存在棘手的废物处置问题。
因此,核聚变能被称为人类未来的永久能源。
从我国巨大的能源需求、资源的限制、环境的压力和核聚变研究进展来看,发展聚变能是改善未来能源结构,推动在半世纪实现能源顺利换代的根本出路。
经过近半个世纪的努力,国际聚变研究已经取得长足的进展,由欧盟、中、日、俄、美、韩、印七方参与的国际热核聚变实验堆IT ER计划,已经进入建设阶段。
国际热核聚变实验计划——七国联手获取“人造太阳”国际热核聚变实验计划——七国联手获取“人造太阳”工程总投资：100亿美元工程期限：1985年——2030年热核聚变在太阳上已经持续了50亿年国际热核聚变实验反应堆计划（International Thermonuclear Experimental Reactor，简称ITER）与国际空间站、欧洲加速器、人类基因组计划一样，是目前全球规模最大、影响最深远的国际科研合作项目之一。
其目的是借助氢同位素在高温下发生核聚变来获取丰富的能源。
1985年，由美苏首脑提出了设计和建造国际热核聚变实验堆ITER的倡议；也被称为“人造太阳”计划。
ITER的投资和建设规模之庞大，交叉学科种类之多，实验设备之复杂，都决定了它必须由多国合力完成。
该计划约需耗时35年，耗资100亿美元，涉及领域包括超导研究、高真空、生命科学、遥控密封、环境科学、等离子计量和控制、信息通信、纳米材料等多种学科，它的最终选址一直是参与国竞争的焦点。
先后有西班牙、法国、日本和加拿大4个国家提出申请将实验堆建在本国，日本和法国最终入围，加拿大则因没有入围而于2003年12月23日宣布因缺乏资金退出。
美国因自认为在核聚变技术上领先其他国家，曾于1999年宣布退出，后又因国内热核聚变研究进展缓慢，担心被ITER甩下，于2003年2月18日重新加入。
中国也在同日正式入盟。
2005年6月28日，在计划提出20年，选址耗时18年后，ITER的建设地点终于花落法国的卡达拉舍，它将成为世界第一个产出能量大于输入能量的核聚变装置，为制造真正的反应堆作准备。
合作承担ITER计划的7个成员是欧盟、中国、韩国、俄罗斯、日本、印度和美国，这七方包括了全世界主要的核国家和主要的亚洲国家，覆盖的人口接近全球一半。
为建设ITER，各参与方专门协商组建了一个独立的国际组织，各国政府首脑在过去几年中都采取不同方式对参加ITER计划作出过正式表态。
iter计划随着时代的发展，科技的进步，人们对于生活质量的要求也越来越高。
在这样一个背景下，iter计划应运而生。
iter计划是一个旨在推动科技创新，提高生活品质的计划，它涉及到多个领域，包括人工智能、生物科技、环境保护、健康医疗等。
iter计划的目标是通过科技的力量，改善人们的生活，推动社会的进步。
首先，iter计划在人工智能领域有着重要的作用。
人工智能已经渗透到各个行业，为生产、生活带来了很多便利。
iter计划将会加大对人工智能技术的研发和应用，推动人工智能技术更好地服务于人类。
通过人工智能技术，我们可以实现智能制造、智能交通、智能医疗等，从而提高生产效率，改善生活质量。
其次，iter计划还将致力于生物科技的发展。
生物科技的应用范围非常广泛，包括医药、农业、环保等多个领域。
iter计划将会加大对生物科技的投入，促进医药研发，提高农业生产效率，推动环保技术的创新，从而实现健康、绿色、可持续发展。
此外，iter计划还将关注环境保护领域。
随着工业化进程的加快，环境污染问题日益严重，已经成为制约社会发展的重要因素。
iter计划将会加大对环境保护技术的研发和应用，推动清洁能源的发展，提高资源利用效率，减少污染排放，保护生态环境，实现可持续发展。
最后，iter计划还将重点关注健康医疗领域。
健康是人类幸福生活的基础，而医疗技术的发展对于健康的维护和治疗疾病起着至关重要的作用。
iter计划将会加大对医疗技术的投入，推动医疗设备的创新，提高医疗服务的水平，加强疾病预防和控制，促进全民健康。
综上所述，iter计划是一个涉及多个领域的计划，旨在推动科技创新，提高生活品质。
通过加大对人工智能、生物科技、环境保护、健康医疗等领域的投入，iter计划将会为社会发展带来新的动力，为人们的生活带来更多的便利和福祉。
让我们共同期待iter计划的实施，为美好的未来努力奋斗！。
