线圈终端盒内冷屏管路泄漏数值模拟  被引量:1

Simulation of Cryogenic Helium Released from Thermal Shield Pipeline for Coil Terminal Box

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作  者:陈长琦[1] 闫珺[1] 陆坤[2] 程勇[2] 沈俊松[2] 

机构地区:[1]合肥工业大学机械与汽车工程学院,合肥230009 [2]中国科学院等离子体物理研究所,合肥230031

出  处:《真空科学与技术学报》2013年第11期1091-1095,共5页Chinese Journal of Vacuum Science and Technology

基  金:国家重点基础研究发展计划(973计划)项目"我国承担国际热核聚变实验堆计划任务相关科学问题和关键技术的研究"(2008CB717906)资助;ITER计划专项支持(我国承担ITER计划任务相关科学问题和关键技术的研究2008GB102000)

摘  要:ITER中线圈终端盒(CTB)是连接超导磁体系统与外围系统的重要通道,内部设置了不同压力低温管路,提供系统的低温环境。本文主要研究了冷屏氦气管路的泄漏过程,依据气体动力学、流体力学及气体射流动力学理论,推演出高压低温气体的泄漏质量流率公式。应用FLUENT建立了管路氦气泄漏模型,提出了研究低温氦气泄漏的数值模拟方法,计算不同压力氦气在3 s内的瞬态泄漏量,得到氦气瞬态泄漏速度分布、压力曲线和温度曲线。数值模拟泄漏量与理论公式计算泄漏量的平均误差很小,可为系统诊断氦泄漏提供依据。The leakage of the cryogenic helium gas from the thermal shield pipeline for the coil terminal box( CTB),connecting the superconducting magnet and peripheral systems in the International Thermonuclear Experimental Reactor( ITER),was modeled,approximated,and simulated with software package FLUENT,based on gas dynamics,fluid mechanics and gas jet dynamic theory. The formula of gas leakage rate at high pressure and low temperature was derived,and the transient leakage of helium in a period of 3 s was calculated. The major factors in the transient leakage,including the distributions of velocity,concentration,pressure,and temperature,were simulated.The relative error between the analyticall calculated and numerically simulated leakages was found to be within 7.5%. We suggest that the simulated results be of much interest for diagnosis of helium leakage of the system.

关 键 词:管路 泄漏 质量流量 数值模拟 

分 类 号:TL69[核科学技术—核技术及应用] TB79[一般工业技术—真空技术]

 

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