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董浩然1,王银顺1*,李彦2
DONG Haoran1, WANG Yinshun1*, LI Yan2
摘要: 【目的】为保证托卡马克磁体的稳定运行,避免因热功率过大和冷却不及时导致磁体稳定性降低甚至失超情况的发生,以基于圆芯导体(conductor on round core,CORC)结构的缆线内导体(Cable-In-Conduit Conductor,CICC)所绕制的环向场(toroidal field, TF)线圈为研究对象,探究聚变磁体中的TF线圈在励磁和退磁动态过程中的交流损耗及电磁热耦合特性。【方法】使用有限元仿真软件COMSOL构建电磁-热耦合模型,采用T-A法计算励磁过程中的交流损耗,探究改变励磁速度、励磁后磁场强度、通入20 K冷氦气速率对磁体热稳定性的影响。【结果】励磁过程中的交流损耗功率与励磁速度正相关;励磁过程中总励磁损耗与励磁后磁场强度正相关。增加通入冷氦气的速率可提高励磁速度的最大允许值,但冷却效率存在边际递减效应。【结论】研究结果对于利用二代超导带材(2G HTS)制成的聚变TF线圈稳定运行与冷却设置将提供重要参考依据。