ICS 27.120.10 F 61 DB34 安 徽 省 地 方 标 准 DB 34/T 3574.3—2019 聚变装置铁磁性系统结构设计准则 第 3 部分：偏滤器系统 Structural design criteria of ferromagnetic system for fusion device Part 3: Divertor system 文稿版次选择 2019 - 12 - 25 发布 安徽省市场监督管理局 2020 - 01 - 25 实施 发 布 DB34/T 3574.3—2019 前 言 《聚变装置铁磁性系统结构设计准则》分为 8 个部分： ——第1部分：总体设计； ——第2部分：包层系统； ——第3部分：偏滤器系统； ——第4部分：管林系统； ——第5部分：3Sm规则； ——第6部分：疲劳寿命评判方法； ——第7部分：制造与检测； ——第8部分：辐射屏蔽。 本部分为第3部分。 本部分按照 GB/T 1.1-2009 给出的规则起草。 本部分由中国科学院等离子体物理研究所提出。 本部分由安徽省核聚变工程技术及应用标准化技术委员会归口。 本部分起草单位：中国科学院等离子体物理研究所、安徽省质量和标准化研究院。 本部分主要起草人：姚达毛、许铁军、曹磊、周自波、彭学兵、覃世军、韩乐、李磊、訾鹏飞、陈 洁鹤。 I DB34/T 3574.3—2019 聚变装置铁磁性系统结构设计准则 第 3 部分：偏滤器系统 1 范围 本部分规定了聚变装置铁磁性系统中偏滤器系统的术语和定义、系统功能、基本组成、系统设计、 工程设计、RAMI要求和安全要求。 本部分适用于聚变装置铁磁性系统中偏滤器系统结构设计的所有阶段。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T 4960.9-2013 核科学技术术语 第9部分： 磁约束核聚变 DB34/T 3574.1-2019 聚变装置铁磁性系统结构设计准则 第1部分： 总体设计 3 术语和定义 GB/T 4960.9-2013 界定的以及下列术语和定义适用于本文件。为了便于使用，以下重复列出 GB/T 4690.9-2013 的某些术语和定义。 3.1 偏滤器几何形状 divertor geometry 偏滤器区域面向等离子体部件的几何边界。 3.2 偏滤器位形 divertor configuration 在有偏滤器的等离子放电中，形成有X点的平衡磁通位形。 [GB/T 4960.9-2013，定义2.2.28] 4 4.1 4.2 5 5.1 系统功能 应适应偏滤器位形和偏滤器几何形状，能有效的把沉积在偏滤器靶板上的热量排出装置。 预留合理的抽气通道，排除偏滤器区域的中性粒子和氦灰。 基本组成 靶板 偏滤器面对等离子体部件，承载并排出到达偏滤器的热负荷，抗粒子轰击。 1 DB34/T 3574.3—2019 5.2 靶板支撑系统 将靶板上所承受的电磁力载荷通过支撑部件传递到真空室壁上，同时也是冷却介质的分配器。 5.3 冷却系统 偏滤器热量带走的系统，由带冷却通道的靶板、冷却水分配器和连接管路组成。 6 系统设计 6.1 总体要求 6.1.1 根据聚变装置物理运行要求，确定偏滤器等离子体位形及变化范围；根据边界等离子体模拟， 确定沉积在偏滤器靶板上的热流大小及热流在偏滤器靶板上的分布、中性粒子排除对排气速率的要求。 基于这些要求开展偏滤器几何形状和基本结构的设计。 6.1.2 根据运行环境的要求，确定偏滤器面对等离子体的材料、传热的热沉材料和用于支撑的结构材 料。 6.1.3 根据热量排出要求，确定第一壁材料与热沉材料的联接方式，热沉材料上的冷却结构和冷却剂 参数。 6.1.4 根据等离子体的运行参数和等离子体产生破裂和垂直位移事件的相关参数，确定偏滤器上电磁 力和力矩的大小，优化支撑结构，应满足装置长期可靠运行的需求。 6.1.5 根据中性粒子排除的要求和偏滤器抽气系统能够提供的抽速，设计偏滤器结构粒子排除通道， 须满足粒子排除有效抽速的流导。 6.1.6 在满足以上基本要求的前提下，与物理设计进行迭代，做到尽可能满足物理设计要求，同时又 满足工程可行性、可靠性和维护性的要求。 6.2 热负荷要求 根据聚变装置物理运行参数和工程上能够实现的可能性，确定偏滤器靶板上最大热流密度，边界等 离子体中更高的热流需通过其它方法在上游排出。 6.3 寿命要求 偏滤器的结构寿命要求大于偏滤器面对等离子体材料的消耗寿命。 6.4 真空要求 偏滤器系统的最大允许漏率应满足装置真空室内部的整体漏率和单个密封焊缝的漏率要求。 6.5 可维护性要求 偏滤器设计需满足易损坏部件和单元模块能够通过远程操作机器人系统拆除和重新更换。 6.6 材料要求 6.6.1 6.6.2 6.7 根据偏滤器运行的环境确定偏滤器各部分的材料，应选择工业部门已有成熟产品的材料。 对于有中子产生的聚变装置，应采用不含产生高放射性废料元素的材料。 化学 按 DB34/T 3574.1-2019 的规定执行。 2 DB34/T 3574.3—2019 6.8 接地和绝缘 按 DB34/T 3574.1-2019 的规定执行。 6.9 地震 按 DB34/T 3574.1-2019 的规定执行。 7 RAMI 要求 按 DB34/T 3574.1-2019 规定的要求执行。 8 安全要求 按 DB34/T 3574.1-2019 规定的要求执行。 _________________________________ 3