Etude et modélisation des phénomènes thermohydrauliques résultant du quench d'un aimant supraconducteur refroidi en hélium supercritique

par Yawei Huang

Projet de thèse en Énergie nucléaire

Sous la direction de Bertrand Baudouy.

Thèses en préparation à Paris Saclay , dans le cadre de Particules, hadrons, énergie et noyaux: Instrumentation, Imagerie, Cosmos et Simulation , en partenariat avec DSM-Institut de Recherche sur les lois fondamentales de l'Univers (Irfu) (laboratoire) et de Université Paris-Sud (établissement de préparation de la thèse) depuis le 01-10-2015 .


  • Résumé

    Afin de vérifier la performance des aimants supraconducteurs du projet Tokamak JT-60SA et de modérer tous les risques de fabrication, une série de tests ont été réalisé dans la station d'essais au CEA Saclay, en conditions nominales à 5 K et 25,7 kA. Le test dominant appelé "test quench" a pour but de déterminer la température critique de transition de l'état conducteur (quench) pour chaque aimant. Quand la montée de température à l'entrée de bobine atteint sa température critique, les conducteurs vont passer de l'état supraconducteur à l'état normal (quench) et ce quench va propager au long du conducteur, ce qui apporte une énorme chaleur sous fort courant pendant une courte durée. Il y a donc une série de phénomènes physiques associés (thermohydrauliques) à étudier et à modéliser. Le but final de mon projet de thèse est d'établir un modèle global de l'aimant JT-60SA concerné tous les phénomènes physiques prépondérants lors de la propagation du quench et de la montée de pression dans l'hélium.

  • Titre traduit

    Study and modelling of the thermohydraulic phenomena taking place during the quench of a superconducting magnet cooled with supercritical helium


  • Résumé

    In order to check the performance of the JT-60SA Toroidal Field coils and hence mitigate their possible fabrication risks, a series of tests have been carried out at CEA Saclay in nominal conditions at 5 K and 25.7 kA. One major test performed is so called "quench test", which aims to determine the critical temperature of each coil for passing from superconducting status to normal status. When the winding inlet temperature reaches to the critical temperature, the conductors will be quenched and this "quench" can spread very fast along the conductor. This serie actions will bring a large quantity of heating energy in the coil and will heat the cooling phase, supercritical helium. The final objectif of my PhD project is to establish a global model for JT_60SA TFC including the identification and the analysis of every physical phenomenon during the quench spread and the helium pressure increase.