ITER纵向场磁体过渡馈线系统的设计与分析.pdf

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1、ITER纵向场磁体过渡馈线系统的设计与分析StructureDesignandAnalysisofITERTFCryostatFeeder—Thought2011年4月本论文经答辩委员会全体委员审查，确认符合合肥工业大学硕士学位论文质量要求。答辩委员会签名：(工作单位、职称)主席：储吻合肥通用机械研究院高级工程师委员：≈1移f乱合肥工业大学副教授聊：雄合肥工业大学副教授独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标志和致谢的地方外，论文中不

2、包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得金g曼工些太堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签字豸私·胁日期：2-，，侔孕月掳日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解金目墨互些太堂有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅或借阅。本人授权金胆王些态堂—可以将学位论文的全部或部分论文内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手

3、段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文者签名：稿私孵新签名：签字日期：加I／年孕月2，日签字日期劝f7年年月学位论文作者毕业后去向：工作单位：通讯地址：电话：邮编：ITER纵向场磁体过渡馈线系统的设计与分析摘要纵向场磁体馈线系统负责完成向国际热核聚变实验堆(ITER)的纵场超导磁体线圈系统传输电流、提供冷却介质及进行测量诊断等任务，它由一系列管、线、缆等组成。馈线子系统的过渡馈线是长达11米的直线段，连接着内馈线和S弯盒，位于主机杜瓦的外部，是超导母线、冷却管及测量线管等穿越

4、生物屏蔽层进出装置的通道。由于馈线采用磁体线圈供电、冷却液输送、诊断测量三者集成的单通道结构形式，且工作环境特殊，结构的集成程度很高，因此增加了馈线系统结构设计和分析的难度。目前馈线系统的设计和制造的质量，对于纵场磁体系统、甚至整个ITER装置能否正常运行，起着十分重要的作用。本课题对过渡馈线系统进行结构设计，并通过对其进行结构分析及传热分析，验证所设计结构的可靠性，为ITER的工程设计提供合理的结构参数。本文首先根据ITER纵场磁体馈线系统的工程要求，利用三维建模软件CATIA对过渡馈线系统的相关部分进

5、行了详细结构设计，设计了以内管、冷屏及外管为主体的三层套管的结构形式，完成了超导母线支撑、管路支撑及冷质支撑、冷屏、真空隔断等的设计工作，并进行了一些方案对比及结构的优化：然后采用有限元分析方法对过渡馈线的典型结构进行了稳态及瞬态温度场分析，获得了稳态时的结构温度分布、低温管路的热负荷情况，在冷却过程中馈线的关键部件降温的时间历程曲线，确定了整个降温过程所需的时间。最后通过对关键部件的结构强度分析，得到了超导母线、隔板、内管及冷质支撑的应力和应变情况，以验证结构设计的可行性，并根据分析结果提出了对冷质支撑

6、的改进建议。关键词：ITER；过渡馈线：结构设计；热分析；结构分析StructureDesignandAnalysisofITERTFCryostatFeeder-ThoughtABSTRACTTheTFfeedersystemiscomprisedofaseriesofducts，pipes，wiresandSOon，andhasresponsibleforthetaskofsupplyingpower，measurementinstrumentanddi-agnosticinstrumentsaswe

7、llasprovidingcoolingmediumfortheToroidalFieldmagnetcoilofInternationalThermonuclearExperimentalReactor(IYER)．CryostatFeeder—Thought(CFT)systemisapartoffeedersystemwith1metersstraightsegmentandlocatesoutsidethemaincryostat，whichconnectstheInCry·ostat-Feede

8、randS-BendBox．CFTisthepassageforsuperconductingbusbars，coolingpipes，instrumentationcablesetc．andmakesthemapartfromthemaincryostatthroughthebio-shield．Duetointegratingthethreeintoasingle-channel，theintegrateddegreeof