聚變堆主機(jī)關(guān)鍵系統(tǒng)綜合研究設(shè)施（Comprehensive Research Facility for Fusion Technology,CRAFT）是我國重大科學(xué)工程,建成后將成為目前國際磁約束聚變研究領(lǐng)域中參數(shù)最高、功能最完備的綜合性研究平臺,大功率移能電阻是其失超保護(hù)系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備之一。本文根據(jù)CRAFT大型超導(dǎo)測試平臺中最大2 H電感值,90 kA額定電流及10 kV額定電壓的大型超導(dǎo)磁體參數(shù),完成了失超保護(hù)系統(tǒng)GJ級移能電阻的設(shè)計、分析和研制。對比目前世界上其它大型超導(dǎo)聚變裝置失超保護(hù)系統(tǒng)中移能電阻,研制的移能電阻具有最高儲能密度、最低單位雜散電感,同時具有承載能量高、散熱性能強(qiáng)和模塊化組合結(jié)構(gòu)等特點。本文的主要工作內(nèi)容和創(chuàng)新性如下:基于電、磁、熱等多要素的綜合研究,應(yīng)用疊層式多模塊結(jié)構(gòu)設(shè)計思路,提出了具有90 kA/10 kV電氣參數(shù)及300℃高溫抵抗力的移能電阻模塊矩陣式結(jié)構(gòu)。應(yīng)用反向疊層式電阻片的磁場互感優(yōu)化方法,結(jié)合高能量密度下散熱優(yōu)化方法和復(fù)雜結(jié)構(gòu)下空間磁場抵消方法,研究大電流變化率下的趨膚效應(yīng)抑制,并利用復(fù)雜磁場中移能電阻互感耦合作用,在保證移能電阻高能量密度基... 

【文章來源】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：168 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 可控磁約束核聚變
    1.2 國內(nèi)外相關(guān)聚變裝置及CRAFT大型超導(dǎo)測試平臺
        1.2.1 國內(nèi)外相關(guān)聚變裝置
        1.2.2 CRAFT大型超導(dǎo)測試平臺
    1.3 CRAFT大型超導(dǎo)測試平臺失超保護(hù)
    1.4 相關(guān)聚變裝置及大型超導(dǎo)測試平臺移能電阻
        1.4.1 相關(guān)聚變裝置移能電阻
        1.4.2 CRAFT大型超導(dǎo)測試平臺移能電阻
    1.5 課題研究難點與意義
    1.6 研究內(nèi)容與章節(jié)安排
第2章 移能電阻總體方案設(shè)計及動穩(wěn)定性分析
    2.1 移能電阻初步設(shè)計理論
        2.1.1 移能電阻模塊化分析
        2.1.2 移能電阻材料選型
        2.1.3 移能電阻動穩(wěn)定性
        2.1.4 移能電阻熱分析
        2.1.5 移能電阻雜散電感
        2.1.6 多因素綜合考慮
    2.2 移能電阻整體結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計
        2.2.1 移能電阻初步結(jié)構(gòu)
        2.2.2 動穩(wěn)定性分析研究
        2.2.3 動穩(wěn)定性實驗驗證與分析
    2.3 移能電阻優(yōu)化結(jié)構(gòu)研究
        2.3.1 結(jié)構(gòu)優(yōu)化計算與設(shè)計
        2.3.2 優(yōu)化結(jié)構(gòu)動穩(wěn)定性分析及驗證
    2.4 移能電阻優(yōu)化結(jié)構(gòu)對比
    2.5 本章小結(jié)
第3章 移能電阻散熱分析與優(yōu)化
    3.1 移能電阻冷卻方法比較
    3.2 移能電阻散熱性能研究
        3.2.1 移能電阻散熱性能分析
        3.2.2 連接不均流下移能電阻溫升
        3.2.3 渦流損耗下溫升影響
    3.3 移能電阻散熱研究分析與驗證
        3.3.1 單移能電阻模塊散熱性能及驗證
        3.3.2 移能電阻縮比堆棧散熱性能及驗證
        3.3.3 移能電阻等比堆棧散熱計算與分析
    3.4 移能電阻優(yōu)化結(jié)構(gòu)散熱研究
        3.4.1 單移能電阻模塊散熱性能及驗證
        3.4.2 移能電阻縮比堆棧散熱性能及驗證
        3.4.3 等比三移能電阻模塊實驗驗證
        3.4.4 移能電阻整體散熱研究
    3.5 優(yōu)化前后移能電阻降溫對比
    3.6 本章小結(jié)
第4章 移能電阻雜散電感分析與優(yōu)化
    4.1 雜散電感對失超保護(hù)回路影響
        4.1.1 雜散電感對真空開關(guān)影響
        4.1.2 雜散電感對人工過零回路影響
        4.1.3 雜散電感對爆炸開關(guān)影響
    4.2 趨膚效應(yīng)下雜散電感分析
    4.3 單模塊雜散電感分析與優(yōu)化
        4.3.1 單移能電阻模塊雜散電感計算
        4.3.2 單模塊雜散電感優(yōu)化
        4.3.3 單模塊雜散電感驗證
    4.4 移能電阻雜散電感整體分析與優(yōu)化
        4.4.1 等比系統(tǒng)整體雜散電感計算方法
        4.4.2 縮比堆棧雜散電感計算與實驗驗證
        4.4.3 整體移能電阻雜散電感
    4.5 移能電阻雜散電感優(yōu)化
        4.5.1 優(yōu)化結(jié)構(gòu)移能電阻模塊電感計算與實驗驗證
        4.5.2 三等比電阻模塊電感計算與實驗驗證
        4.5.3 優(yōu)化結(jié)構(gòu)縮比堆棧電感計算與實驗驗證
        4.5.4 優(yōu)化結(jié)構(gòu)的移能電阻雜散電感
    4.6 優(yōu)化結(jié)構(gòu)前后雜散電感對比分析
    4.7 本章小結(jié)
第5章 失超保護(hù)主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分析與回路設(shè)計
    5.1 各聚變裝置失超保護(hù)方案
    5.2 回路換流技術(shù)分析與對比
    5.3 失超保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計方案
        5.3.1 失超保護(hù)開關(guān)各階段電流轉(zhuǎn)移分析
        5.3.2 失超保護(hù)系統(tǒng)總體方案及組成
    5.4 回路電流連接設(shè)計與分析
        5.4.1 大功率穩(wěn)態(tài)直流連接排
        5.4.2 非穩(wěn)態(tài)電流連接排
    5.5 失超保護(hù)系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)設(shè)計及回路參數(shù)研究
        5.5.1 失超保護(hù)系統(tǒng)整體物理結(jié)構(gòu)
        5.5.2 失超保護(hù)回路參數(shù)研究
        5.5.3 回路各時序雜散參數(shù)與其動作影響
    5.6 本章小節(jié)
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與取得的其他研究成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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本文編號：3164515