高约束模式下的雪花偏滤器放电模拟及位形控制算法研究

基本信息
批准号:11775071
项目类别:面上项目
资助金额:60.00
负责人:李佳鲜
学科分类:
依托单位:核工业西南物理研究院
批准年份:2017
结题年份:2021
起止时间:2018-01-01 - 2021-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:潘宇东,王雅丽,马瑞,曹诚志,谢金雨
关键词:
X点控制雪花偏滤器平衡位形高约束模式放电模拟
结项摘要

According to the preliminary experiment results, the SnowFlake divertor in high constraint mode (H-mode) is more ease to mitigate the heat load at the divertor targets. Furthermore, the closer the two X-points (especially the exact SF divertor which the two X-points have been overlapped), the more significant of the heat mitigation. Therefore, the research of the SF divertor discharge in H-mode, especially the SF configuration with different pedestal performance , and develop the SF divertor configuration control algorithm for the accurate control of SF divertor X-points, are very helpful for further research on quantitative analysis of the SF divertor. It is the key issue for the further exploration of SF divertor. . HL-2M tokamak is being built at SWIP. Its well-designed divertor structure and elaborate layout of Poloidal Field coil system, make it compatible with the operation a variety of divertor configurations. Furthermore, the PF coils are located inside the Toroidal Field coils and with the ability of independent power supply. All of these conditions provide a good platform for research of the SF divertor discharge and configuration control.. This project depends on the HL-2M device, aims to simulate the snowflakes divertor discharge in H-mode with different pedestal performance. Based on accurate control algorithm of SF configuration, this project will analyze the influence of the X-point location of snowflakes divertor, Also, the configuration control algorithm will consider the plasma motion on the circuit equations.

先进偏滤器的物理实验表明,雪花偏滤器,特别是在高约束模式下,更能发挥其缓解热负载的优势,并且,越接近精确的雪花位形,热负载缓解越显著。因此,开展高约束模式下的雪花偏滤器位形放电研究,特别是以边界输运垒为主的不同边缘台基参数的放电;并开发对应雪花偏滤器位形控制算法,实现雪花偏滤器X点的精确控制,进而对雪花偏滤器开展定量分析研究,这将是深化雪花偏滤器研究的重点。.HL-2M托卡马克装置,其精心设计的偏滤器结构及巧妙布局的极向场线圈系统,使其可以兼容运行包含雪花偏滤器在内的多种偏滤器位形,并且,极向场线圈系统位于环向场线圈之内贴近等离子体的设计,以及各线圈具备独立供电的能力,这些都为雪花偏滤器放电及位形控制研究提供了良好平台。.本项目将依托HL-2M装置,进行高约束模式下不同边缘台基参数的雪花偏滤器放电模拟,分析影响雪花偏滤器X点位置的因素,并研发雪花偏滤器位形精确控制算法及相关的控制程序。

项目摘要

HL-2M是我国最新建成的托卡马克装置,是首个可在MA级等离子体电流兼容雪花和鼎偏滤器位形放电运行的托卡马克装置。HL-2M为先进偏滤器研究提供了良好的平台。.依托HL-2M装置,围绕高约束模式下的雪花偏滤器放电模拟及位形控制算法研究的目标,开展了高约束模式下不同边缘台基参数的雪花偏滤器放电模拟,分析了影响雪花偏滤器X点位置的因素,并研发了雪花偏滤器位形精确控制算法及相关的控制程序。解决了高约束模式下不同台基参数的雪花偏滤器位形的实现以及放电过程伏秒数消耗自洽的这两个科学问题;掌握了高约束模式下雪花偏滤器位形(特别是X点)的精确控制等关键技术;体现了本基金的特色和创新性。基于本基金的实施,不仅掌握了高约束雪花偏滤器位形及放电波形设计方法,还研发了雪花偏滤器位形精确控制算法及相关的控制程序;通过模拟仿真实现了高约束模式下雪花偏滤器位形(尤其是X点)的精确控制,为开展高约束模式雪花偏滤器位形放电实验奠定了基础。.本基金的实施及其取得的成果,有助于HL-2M开展雪花偏滤器控制相关的实验研究;同时也为国内托卡马克装置上进行雪花偏滤器运行以及相关物理机制的研究奠定基础,从而加快国内雪花偏滤器研究步伐,为我国未来聚变堆的运行提供支持;也可为解决ITER偏滤器热负载问题,并为外推到示范堆(DEMO)以及将来的聚变堆,提供合理的参考依据。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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