Termo-mehanske analize

 

Razvoj ekspanzijskih elementov za kompenzacijo toplotnih raztezkov

 

Levo: Lokacija ekspanzijskega elementa v DEMO reaktorju. Desno: Numerična simulacija termičnih napetosti v ekspanzijskem elementu

 

Elementi za kompenzacijo toplotnih raztezkov so namenjeni za tlačno tesno  zapiranje servisnih odprtin v primeru termičnega raztezanja. Razvili smo dizajn trapeznega ekspanzijskega elementa med izhodnim kanalom vakuumske posode in servisno odprtino v kriostatu fuzijskega reaktorja DEMO. V ta namen smo razvili lastno analitično metodo za dimenzioniranje kompenzacijskih elementov nestandardne oblike in analizo več-slojnih sten elementa. Z metodo končnih elementov smo izvedli parametrične simulacije napetosti in deformacij v elementu trapezne oblike.

 

Strukturne analize sistema cevi v servisni odprtini reaktorja DEMO

 

Levo: Sveženj cevi pri zgornji odprtini DEMO reaktorja. Sredina: notranji in zunanji sklopi cevi. Desno: Misesove napetosti med načrtovanimi delovnimi pogoji cevnih sklopov s preliminarnim nizom podpor.

 

Z analizami lastnih nihajnih načinov sistema cevi v zgornji vhodni odprtini reaktorja DEMO smo določili preliminarno konfiguracijo cevnih podpor.

 

Izvedljivost meritev termo-električnega toka v modelu diverterja DEMO z izolirano tarčo

Analiza vezave souporov (ang. shunt) v modelu diverterja DEMO z izolirano tarčo. Slika (a) prikazuje predlagane lokacije štirih souporov. Sliki (b) in (c) prikazujeta izračunano gostoto električnega toka med najbolj ekstremno motnjo v plazmi in porazdelitev električnega potenciala med merjenjem odcepitve plazme.

 

S pomočjo numeričnih simulacij smo v okviru projekta WP DC potrdili izvedljivost meritev termo-električnega toka v modelu diverterja v elektrarni DEMO. Pokazali smo, da je v modelu diverterja z izolirano tarčo vezava štirih souporov (ang. shunt) z upornostjo ~600 μΩ, ki so nameščeni med tarčo in ohišjem kasete, sposobna zagotoviti dovolj velike napetostne signale za zanesljivo merjenje odcepitve plazme, hkrati pa je takšna vezava dovolj robustna, da zagotavlja strukturno celovitost hladilnih cevi tudi med najbolj ekstremnimi motnjami v plazmi.

 

Izbrane objave:

• GARRIDO, Oriol Costa. Structural analysis of the upper port pipe : 18/01/2023 : Associated deliverable DES-ENG.MECHENG.MECHAN-T011-D002. [S. l.: s. n.], 2023. 25 str. EFDA_D_2MSV2T. [COBISS.SI-ID 142688003]
• BIEL, Wolfgang, EL SHAWISH, Samir, et al. Development of a concept and basis for the DEMO diagnostic and control system. Fusion engineering and design. 2022, vol. 179, str. 1131122-1-1131122-21. DOI: 10.1016/j.fusengdes.2022.113122. [COBISS.SI-ID 104083203]
• GIANNONE, Louis, EL SHAWISH, Samir, HERRMANN, A., KALLENBACH, Arne, SCHUHBECK, K.-H., VAYAKIS, George, WATTS, C., ZAMMUTO, Irene. Shunt and Rogowski coil measurements on ASDEX upgrade in support of DEMO detachment control. Fusion engineering and design. 2021, vol. 166, str. 112276-1-112276-7. DOI: 10.1016/j.fusengdes.2021.112276. [COBISS.SI-ID 49535747]
• IMRIANI, Vito, BONAVOLONTÀ, Ugo, DI GIRONIMO, Giuseppe, EL SHAWISH, Samir, FURDSON, Mike, GIANNOVE, Louis, MARZULLO, Domenico, MAZZONE, Giuseppe, VISCA, Eliseo, YOU, Jeon-Ha. Insulated fixation system of plasma facing components to the divertor cassette in eurofusion-DEMO. Fusion engineering and design. 2020, vol. 58, str. 111710-1-111710-8. DOI: 10.1016/j.fusengdes.2020.111710. [COBISS.SI-ID 12996099]
• EL SHAWISH, Samir, GIANNONE, Louis. Shunt analysis in the isolated-target divertor model for plasma detachment measurement in DEMO. Fusion engineering and design. 2020, vol. 161, str. 112058-1-112058-9. DOI: 10.1016/j.fusengdes.2020.112058. [COBISS.SI-ID 33853187]
• EL SHAWISH, Samir, GIANNONE, Louis, KALLENBACH, Arne. Study of electromagnetic disruption forces for plasma detachment measurements in DEMO. Fusion engineering and design. 2018, vol. 138, str. 372-378. DOI: 10.1016/j.fusengdes.2018.12.023. [COBISS.SI-ID 31982887]
• GARRIDO, Oriol Costa, KONČAR, Boštjan, BROWN, Richard, BACHMANN, Christian. Pre-conceptual design of DEMO upper port duct bellows. Fusion Engineering and Design, Vol. 136, part A, 2018. DOI: 10.1016/j.fusengdes.2018.04.088. [COBISS.SI-ID 31359527]