Poloidal MHD flow in the European TAURO blanket concept

The magnetohydrodynamic (MHD) flow of the liquid metal coolant in the plasma facing ducts of the TAURO blanket concept is analyzed. The walls of the channels are favorable for a reduction of MHD pressure drop. In the analysis it is assumed that the walls are not perfectly insulating which leads to an electrical coupling of neighboring channels. Results valid for any wall-normal conductivity are derived for a model geometry similar to TAURO. The flow structure and pressure drop is evaluated for the designed geometry for both cases, for perfect insulation of the walls and for high wall-normal conductance. It is shown that the increase of pressure drop with the wall conductivity is not really a crucial issue. However, the results show that the flow pattern is strongly affected and may become undesirable for heat transfer when the wall-normal conductivity exceeds a critical value. Proposals are made how the design could be modified for an improved MHD performance. (orig.)In diesem Bericht wird die magnetohydrodynamische (MHD) Stroemung in den plasmanahen Kanaelen des TAURO Blanket Konzepts untersucht. Die Kanalwaende wind aus SiC/SiC hergestellt. Die relativ gute elektrische Isolation dieses Materials ermoeglicht eine Reduzierung der MHD Druckverluste. In der Rechnung wird beruecksichtigt, dass eine perfekte Isolation nicht moeglich ist. Dadurch kommt es zu einer elektrischen Kopplung von benachbarten Kanaelen. Fuer eine TAURO-aehnliche Modellgeometrie werden Ergebnisse hergeleitet, die fuer beliebige Leitfaehigkeit normal zur Kanalwand gelten. Fuer die im Design vorgesehene Geometrie werden Stroemungsverteilungen und Druckverluste berechnet, fuer den Fall perfekter Isolation sowie fuehr hohe Leitfaehigkeiten normal zur Kanalwand. Es wird gezeigt, dass die Zunahme des Druckverlusts als Funktion der Wandleitfaehigkeit fuer die Realisierbarkeit des Konzepts unbedeutend ist. Die Ergebnisse zeigen jedoch einen starken Einfluss der Wandleitfaehigkeit auf die Stroemungsverteilung, die die Waermezufuhr unguenstig beeintraechtigen kann. Abschliessend werden Vorschlaege gemacht, wie man durch konstruktive Aenderungen im Design das MHD Verhalten verbessern koennte. (orig.)16 refs.SIGLEAvailable from TIB Hannover: ZA 5141(6384) / FIZ - Fachinformationszzentrum Karlsruhe / TIB - Technische InformationsbibliothekDEGerman