平衡位形设计是设计聚变反应堆最基本的内容。反应堆基本物理参数与工程设计都需要构建平衡来验证。反应堆的PF线圈系统能否维持先进偏滤器位形,是否能提供足够的放电平顶段,都需要计算平衡来解决。此外,PF线圈系统的造价占反应堆造价的30%,因此评估PF线圈的能力,优化设计以降低造价,亦有巨大的经济效益。本文采用静态平衡的计算方法,根据物理参数构建放电过程中一系列参考点的平衡,进而计算出PF线圈电流,最后得出PF线圈电流波形,为PF线圈优化提供依据。偏滤器靶板的热流负载是研究托克马克的另一个关键课题。目前的技术并不能应对巨大的热流负载。通过技术手段使偏滤器进入脱靶状态,采用先进偏滤器位形增大磁面扩展与连接长度,都是解决靶板热流负载问题的有效手段。中国聚变工程试验堆(Chinese Fusion Engineering Test Reactor, CFETR)有两个设计阶段。初步设计阶段采用大半径5.7米,小半径1.6米的尺寸;最新设计方案采用大半径6.6米,小半径1.8米的尺寸。基于两种尺寸,我们分别计算了雪花偏滤器位形和相应的PF线圈操作空间[1]。结果表明雪花偏滤器位形能有效的增大磁面扩展、增长连接长度;感应电流驱动方式下,PF线圈系统能为雪花位形提供足够长的电流平顶。为了实现长脉冲高参数放电,降低靶板热流负载,EAST中期改造方案中提出在真空室内添加三个单匝偏滤器线圈,以帮助生成准雪花位形。我们构建了250kA、350kA、400kA的准雪花位形并进行了分析。结果显示350kA的准雪花位形可能成为最优解。然而还需要继续调整电流分布,以使线圈电流均低于10.5 kA/Turn,以给电流演化和工程方面留有足够冗余。