ITER纵场磁体馈线系统超导母线支撑的设计与分析pdf.doc

中图分类号：坠当２ｌ 论文编号： 学科分类号：垒鳗：２Ｑ 安徽理工大学 硕士学位论文ＩＴＥＲ纵场磁体超导馈线系统线圈终端盒的设计与分析 作者姓名： 使匾莹 专业名称： 扭越逡盐厘理途 研究方向： 渲压佳动量控剑 导师姓名： 迕贤基熬攫 导师单位：塞筮理王太堂担越王程堂院 答辩委员会主席：壁昱盏 论文答辩日期： ２０１０年６月５日 安徽理工大学研究生处 ２０１０年月 日 ／一煳煳 Ａ Ｄｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎ ｉｎ．Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ Ｔｈｅｏｒｙ● Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｆｏｒ Ｃｏｉｌ Ｔｅｒｍｉｎａｌ Ｂｏｘ ｏｆ ｌＴＥＲ ｔｏｒｏｉｄａｌ ｆｉｅｌｄ ｍａｇｎｅｔ ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉＶｅ ｆｅｅｄｅｒ ｓｙｓｔｅｍ Ｃａｎｄｉｄａｔｅ：Ｆｕ Ｌｉｙｉｎｇ Ｓｕｐｅｒｖｉｓｏｒ：Ｘｕ Ｘｉａｎｌｉａｎｇ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｓｃｈｏｏｌ ＡｎＨｕｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｎｏ．１ ６８，Ｓｈｕｎｇｅｎｇ Ｒｏａｄ，Ｈｕａｉｎａｎ，２３２００ １，Ｐ．Ｒ．ＣＨＩＮＡ ●Ｌ 独创性声明 一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注和致谢的地方以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得塞邀垄王太堂 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。 学位论文作者签名： 丝塑！塞．日期：址年ｊ月ｊ日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解塞徼垄王太堂有保留、使用学位论文 的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属于 塞邀垄王太堂。学校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，允许论文被查阅和借阅。本人授权 安徽理工大学 可以将学位论文的全部或部分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）学位论文作者签名：镩加敷 签字日期：山ｆ口年‖月‘日导师签名： 彳蕴瓦 签字日期：歹町夕年多月多日● 捅要 国际热核聚变实验堆ＩＴＥＲ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｔｈｅｒｍｏｎｕｃｌｅａｒ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ Ｒｅａｃｔｏｒ）是一个建造可自持燃烧的超大型超导托卡马克核聚变实验堆的国际合作项目。其中，线圈终端盒ＣＴＢ（Ｃｏｉｌ Ｔｅｒｍｉｎａｌ Ｂｏｘ）作为ＩＴＥＲ馈线系统的主要部件之一，担负着为磁体馈线系统中的管、缆、线分别与低温车间、电源大厅以及数据收集系统的相连提供接口和屏蔽保护的作用，它的结构设计和制造质量对于馈线系统、乃至整个ＩＴＥＲ装置能否正常运行，起着十分重要的作用。 本文首先简要介绍了世界及我国的聚变能研究情况、ＩＴＥＲ计划及ＩＴＥＲ主要构成。其次根据工程和物理的要求，介绍了纵场磁体馈线系统的结构设计准则，并完成了纵场磁体馈线系统ＣＴＢ相关重要部件的概念设计，主要包括盒体、内部布管、真空隔断、泄爆阀、测压管、冷屏和一些内部辅助支撑等结构的初步设计，设计涉及到机械结构、低温传热学、电磁学、真空及材料等多学科方面的知识。接着详细论述了ＣＴＢ盒体、真空隔断以及内部支撑的结构设计，并根据纵场磁体馈线系统的实际运行特点，采用有限元方法，对设计结构进行全面校核，获得相应的应力分布云图及位移分布云图，且以此为依据确定或优化ＣＴＢ的结构。分析结果表明外盒体、冷屏支撑和电流引线支撑的设计是合理可靠的。而由真空隔断的结构分析可看出，冷却管收缩会导致真空隔断的底部应力超过许用值，为了减小应力，在冷却管上加了一个弯管结构，目的是让它吸收一部分冷收缩变形，在进一步的有限元分析中，也证明了这样的结构优化是合理有效的。真空隔断的设计关键在于ｉａｅｋｅｔ，以增加传热路径的方式增加热阻，可减少外界对真空隔断内部氦管的传导热和辐射热，真空隔断的热分析也进一步证明了ｊａｃｋｅｔ设计的可行性。 本课题的研究结果对ＣＴＢ的研制奠定了技术基础，为ＩＴＥＲ其余馈线上的ＣＴＢ的设计分析提供了经验，可使ＣＴＢ能尽早安全可靠地在ＩＴＥＲ上运行。图【８０】 表【７】 参〔６０】关键词：ＩＴＥＲ；ＣＴＢ；结构设计；有限元分析中图分类号：ＴＬ３７１ｄｕｃｔｓ，ｐｉｐｅｓ，ｌｉｎｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｍａｇｎｅｔ ｆｅｅｄｅｒ ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ ｔｈｅ ｃｒｙｏ－ｐｌａｎｔ，ｔｈｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ｓｏｕｒｃｅｈａｌｌ，ｔｈｅ ｄａｔａ ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇｑｕａｌｉ