平板型超蒸发强化换热部件的设计与制备
| 摘要 | 第5-7页 |
| ABSTRACT | 第7-9页 |
| 第一章 引言 | 第14-34页 |
| 1.1 能源与可持续发展 | 第14页 |
| 1.2 聚变能和托卡马克装置 | 第14-16页 |
| 1.3 聚变堆偏滤器部件 | 第16-26页 |
| 1.3.1 偏滤器部件的作用 | 第16-17页 |
| 1.3.2 偏滤器部件材料的选择 | 第17-20页 |
| 1.3.3 偏滤器的冷却技术与结构 | 第20-26页 |
| 1.4 超蒸发强化换热结构 | 第26-32页 |
| 1.4.1 超蒸发强化换热结构的研究现状 | 第26-30页 |
| 1.4.2 超蒸发强化换热部件的制备工艺研究现状 | 第30-32页 |
| 1.5 本文的研究内容及意义 | 第32-34页 |
| 1.5.1 研究内容 | 第32-33页 |
| 1.5.2 研究意义 | 第33-34页 |
| 第二章 实验设备、材料及模拟软件介绍 | 第34-45页 |
| 2.1 主要实验设备 | 第34-39页 |
| 2.1.1 热等静压设备 | 第34页 |
| 2.1.2 场发射扫描电镜 | 第34-35页 |
| 2.1.3 热处理设备 | 第35-36页 |
| 2.1.4 真空热处理设备 | 第36页 |
| 2.1.5 力学性能测试设备 | 第36-37页 |
| 2.1.6 X射线光电子能谱仪 | 第37-38页 |
| 2.1.7 高热负荷测试平台 | 第38-39页 |
| 2.2 实验材料 | 第39-41页 |
| 2.2.1 钨铜复合片 | 第40页 |
| 2.2.2 CuCrZr合金和316L不锈钢 | 第40-41页 |
| 2.3 数值分析模拟软件介绍 | 第41-45页 |
| 2.3.1 ICEM CFD软件介绍 | 第42-43页 |
| 2.3.2 FLUENT软件介绍 | 第43-45页 |
| 第三章 超蒸发强化换热模块的过冷沸腾换热数值模拟 | 第45-73页 |
| 3.1 沸腾传热理论 | 第45-46页 |
| 3.1.1 单相对流传热区 | 第45页 |
| 3.1.2 过冷沸腾区 | 第45-46页 |
| 3.1.3 饱和沸腾区 | 第46页 |
| 3.2 数值计算方法 | 第46-48页 |
| 3.2.1 多相流模型的选择 | 第46-47页 |
| 3.2.2 湍流模型的选择 | 第47-48页 |
| 3.3 计算模型的建立及简化 | 第48-51页 |
| 3.3.1 计算模型 | 第48-49页 |
| 3.3.2 边界条件的选取 | 第49页 |
| 3.3.3 网格的划分 | 第49-50页 |
| 3.3.4 材料物性参数 | 第50-51页 |
| 3.4 几何参数对模块的换热影响 | 第51-60页 |
| 3.4.1 模块宽度对换热的影响 | 第52-55页 |
| 3.4.2 内部结构的优化 | 第55-60页 |
| 3.5 不同热工水力条件下模块的温度场分析 | 第60-63页 |
| 3.5.1 10 MW/m~2下模块的温度分布 | 第60页 |
| 3.5.2 20 MW/m~2下模块的温度分布 | 第60-63页 |
| 3.6 模块的热应力分析 | 第63-64页 |
| 3.7 与ITER平板强化换热结构的性能对比 | 第64-67页 |
| 3.7.1 相同工况下的温度对比 | 第64-66页 |
| 3.7.2 相同工况下的内部压降对比 | 第66-67页 |
| 3.8 与Mono-block结构的换热性能对比 | 第67页 |
| 3.9 模块CHF值研究方法介绍 | 第67-71页 |
| 3.9.1 实验方法 | 第68-71页 |
| 3.9.2 数值模拟方法 | 第71页 |
| 3.10 本章小结 | 第71-73页 |
| 第四章 超蒸发强化换热模块的制备 | 第73-96页 |
| 4.1 热处理对CuCrZr合金组织的影响 | 第73-78页 |
| 4.1.1 热处理制度的选择 | 第73-74页 |
| 4.1.2 实验方法 | 第74-75页 |
| 4.1.3 实验结果及讨论 | 第75-78页 |
| 4.2 CuCrZr合金与316L不锈钢的连接 | 第78-88页 |
| 4.2.1 工艺的选择 | 第78页 |
| 4.2.2 焊接温度的优化 | 第78-79页 |
| 4.2.3 材料的表面处理 | 第79-83页 |
| 4.2.4 实验模块的制备 | 第83-84页 |
| 4.2.5 CuCrZr/316L界面的微观组织 | 第84-86页 |
| 4.2.6 CuCrZr/316L界面的力学性能 | 第86-88页 |
| 4.3 超蒸发强化换热模块的制备 | 第88-94页 |
| 4.3.1 模块的制备工艺 | 第88-90页 |
| 4.3.2 超声波无损检测 | 第90-93页 |
| 4.3.3 各界面的微观组织 | 第93-94页 |
| 4.3.4 模块流道的加工 | 第94页 |
| 4.4 本章小结 | 第94-96页 |
| 第五章 超蒸发强化换热模块的高热负荷实验研究 | 第96-107页 |
| 5.1 实验样品 | 第96-97页 |
| 5.1.1 样品尺寸 | 第96页 |
| 5.1.2 进出口冷却管道的连接 | 第96-97页 |
| 5.2 实验系统 | 第97-98页 |
| 5.3 数据处理 | 第98-99页 |
| 5.4 数值计算模型 | 第99-100页 |
| 5.5 高热负荷实验结果及数值分析 | 第100-105页 |
| 5.5.1 模块质量的验证性实验 | 第100页 |
| 5.5.2 模块的热疲劳实验研究 | 第100-105页 |
| 5.6 本章小结 | 第105-107页 |
| 第六章 总结与展望 | 第107-110页 |
| 6.1 全文总结 | 第107-108页 |
| 6.1.1 新型超蒸发强化换热结构的设计 | 第107页 |
| 6.1.2 新型超蒸发强化换热模块的制备 | 第107-108页 |
| 6.1.3 新型超蒸发强化换热模块的高热负荷测试 | 第108页 |
| 6.2 论文创新点 | 第108-109页 |
| 6.3 工作展望 | 第109-110页 |
| 参考文献 | 第110-120页 |
| 致谢 | 第120-122页 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 | 第122-123页 |
