一种用于聚变实验堆偏滤器的集成热防护与脱靶控制方法技术

本发明专利技术公开了一种用于聚变实验堆偏滤器的集成热防护与脱靶控制方法。其技术方案包括以下方法步骤：S1、等离子体诊断系统对托卡马克装置中运行的聚变等离子体的各类物理量进行采集；S2、数据处理及计算系统通过高速传输网络接收来自S1中等离子体诊断系统的诊断数据；S3、数据处理及计算系统运行计算程序得到偏滤器温度T<subgt;surf</subgt;,偏滤器热流q<subgt;t</subgt;、D<subgt;γ</subgt;、D<subgt;α</subgt;、流出主等离子体边界的能量P<subgt;sep</subgt;数据；S4、等离子体控制系统运行集成偏滤器热负荷及脱靶反馈控制算法，计算受控变量f<subgt;γ‑α</subgt;，根据优先级顺序调整控制算法工作状态；S6、反馈控制算法判断反馈控制是否结束。本发明专利技术实现聚变等离子体高约束运行、稳态脱靶运行、靶板过热异常报警及防护等目标的集成控制功能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于磁约束核聚变，具体涉及一种用于聚变实验堆偏滤器的集成热防护与脱靶控制方法。

技术介绍

1、偏滤器是托卡马克、仿星器等磁约束核聚变实验装置中最为重要的内部部件之一，起到排除热和粒子、提高聚变等离子体约束性能的作用。由于偏滤器表面直接面对高温等离子体，大量热流及粒子流的冲击将造成偏滤器的不可逆损伤，引起杂质溅射和核燃料稀释等问题，超高偏滤器热负荷不但会损坏装置，还将造成严重的安全问题。

2、通过主动注入杂质气体可以辐射掉一部分偏滤器热流，使偏滤器等离子体处于脱靶(detachment)状态运行是应对上述问题最重要的技术方案之一。

3、1、受控变量与脱靶状态间的关联性：目前实现等离子体主动脱靶主要通过反馈控制等离子体辐射功率实现，然而等离子体辐射功率本身并不能直接表征脱靶深度，部分情况下，即使实现较大的辐射功率，等离子体也不一定能达到脱靶运行状态。其他受控变量，如偏滤器粒子流在等离子体脱靶过程中的变化相对复杂，实现反馈控制高度依赖实验数据积累，泛用性较低，因此，寻找一种物理上能够更好表征脱靶过程且控制方案相对简单的受控变量非本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种用于聚变实验堆偏滤器的集成热防护与脱靶控制方法，其特征在于，包括有以下方法步骤：

2.根据权利要求1所述的一种用于聚变实验堆偏滤器的集成热防护与脱靶控制方法，其特征在于，所述S1中等离子体诊断系统包括红外相机系统、可见光光谱仪诊断系统以及辐射诊断系统。

3.根据权利要求2所述的一种用于聚变实验堆偏滤器的集成热防护与脱靶控制方法，其特征在于，所述红外相机系统用于测量偏滤器靶板温度数据，其计算公式如下：

4.根据权利要求2所述的一种用于聚变实验堆偏滤器的集成热防护与脱靶控制方法，其特征在于，所述可见光光谱仪诊断系统用于计算氘原子特征光谱数据，可见光...

【技术特征摘要】

1.一种用于聚变实验堆偏滤器的集成热防护与脱靶控制方法，其特征在于，包括有以下方法步骤：

2.根据权利要求1所述的一种用于聚变实验堆偏滤器的集成热防护与脱靶控制方法，其特征在于，所述s1中等离子体诊断系统包括红外相机系统、可见光光谱仪诊断系统以及辐射诊断系统。

3.根据权利要求2所述的一种用于聚变实验堆偏滤器的集成热防护与脱靶控制方法，其特征在于，所述红外相机系统用于测量偏滤器靶板温度数据，其计算公式如下：

4.根据权利要求2所述的一种用于聚变实验堆偏滤器的集成热防护与脱靶控制方法，其特征在于，所述可见光光谱仪诊断系统用于计算氘原子特征光谱数据，可见光光谱仪测量到dα、dγ两种氘原子谱线信号后通过高速数据网络发送至数据处理与计算系统，计算上述两种谱线强度的比值作为受控变量发送至等离子体控制系统。

5.根据权利要求2所述的一种用于聚变实验堆偏滤器的集成热防护与脱靶控制方法，其特征在于，所述辐射诊断系统用于对流出主等离子体边界的能量psep进行计算，具体计算步骤如下：

6.根据权利要求1所述的一种用于聚变实验堆偏滤器的集成热防护与脱靶控制方法，其特征在于，所述s2中数据处理及计算系统包括高性能并行服务器以及采集机箱，采集机箱在接收到红外相机系统测量数据、可见光光谱仪诊断系统测量数据及辐射诊断系统测量数据后将以统一的数据结构发送至计算服务...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴凯，刘晓菊，丁锐，袁旗平，
申请(专利权)人：中国科学院合肥物质科学研究院，
类型：发明
国别省市：