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文档简介

HL-2MTF线圈的水冷管规划

1纵场线圈的水管截面的设计

1.2纵场线圈的椭圆管与圆管的换热分析图中的①②为管道的换热面

纵场线圈的椭圆管与圆管的换热分析

根据l=18m

那根据铜的比热为390J/(kg˚C)14s的绝对温升为：61.5˚C那么不加水冷的绝对温度为81.5˚C简化的TF模型

这个TF模型由七匝组成了一饼线圈，每匝线圈是串联的，每匝之间留出了绝缘材料的间隙，水管槽也抠掉了，能比较真是反应TF线圈的真实热载荷。最高温度为57˚C，中心柱的温度比较集中，上、下拐角处温度最高，最高温度与邻近温差较小，热应力不会集中，因此，我下面主要是对中心柱的冷却水路进行优化。TF线圈绝对温度TF线圈绝对温度最高温度为55.4˚C，中心柱的温度比较集中，上、下拐角处温度最高，最高温度与邻近温差较小，热应力不会集中，因此，我下面主要是对中心柱的冷却水路进行优化。TF线圈内直段局部的优化方案DIII-D的管道布置方案优化方案1优化方案2此方案的水管布置有两个优点：1、分三路冷却TF，每路的流体相对独立，维持了冷却水流的稳定；2、水温不会升的很高，线圈的冷却循环时间间隔短。此方案的缺点:1、外回路水管很多，空间布置困难。此方案的水管布置有两个优点：1、水温不会升的很高，线圈的冷却循环时间间隔短。2、优化了DIII-D的外回路，减少了外回路的管道数量。缺点：1、可能会在三路水管的流速分布会出现波动。2、分三路冷却TF，进出口的流量和压降大。此方案的水管布置有两个优点：1、分两路冷却TF，进出口的流量和压降小。2、线圈的加工制造成本下降了，线圈的截面结构强度比较好。优化了DIII-D的外回路，减少了外回路的管道数量。DIII-D的方案

-TF线圈内直段局部的热应力分析TF内直段最大温度场分布TF内直段线圈有三路冷却水管，冷却水的流速5m/s，加载最大电流在140KA，右图上、右图下分别为TF内直段线圈的温度分布和水管侧的压力加载。TF内直段水管侧的压力加载最高温度为44.16˚C，对应的最大无约束时的热变形为0.44mm；对TF内直段线圈施加全位移约束时，线圈的热应力分布，可见最大的热应力在冷却水管位置，最大应力值为53.5MPa，图中负值表示应力指向x轴负方向。DIII-D的方案--TF线圈内直段局部的热应力分析欧姆线圈的水冷

为了避免重复建立欧姆有限元模型，欧姆1线圈优化的前后，只变了单匝线圈的截面积，根据上式，也就是改变了电阻和电流，欧姆1线圈优化前优化后线圈截面积26mmX26mm26mmX29mm线圈冷却水孔11mm11mm由于冷却水孔直径没变，为了能利用优化前的模型计算优化后的冷却效果，只需让优化前后的线圈发热量相等即可，根据欧姆定理，得出，优化后加载在欧姆原模型上的电流为：

欧姆线圈的水冷根据欧姆线圈的输入电流，得出欧姆线圈的温度，在0～13s期间，线圈的温度程指数函数曲线上升，冷却水

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