ITER纵场磁体馈线系统超导母线支撑的设计与分析道.doc

中图分类号： 瑾！！三 论文编号： 学科分类号： 垒互Ｑ：２ ’安徽理工大学 硕士学位论文ＩＴＥＲ纵场磁体馈线系统超导母线支撑的设计与分析 作者姓名： 医 屋 专业名称： 扭撼遮让厘堡迨 研究方向： 逮压佳动厘控剑 导师姓名： 王篮垫教握 导师单位： 塞筮堡王太堂 答辩委员会主席： 墅塞虚 论文答辩日期：２０Ｌｏ年６月占日 安徽理工大学研究生处 ２０１０年６月ｇ日一 ，ｌ Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ｂｕｓｂａｒ Ｓｕｐｐｏｒｔ ｏｎ ｔｈｅ ＴＦ ＦｅｅｄｅｒⅣ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ ＩＴＥＲ ’ Ｃａｎｄｉｄａｔｅ： Ｃｈｅｎ Ｃｈｅｎ Ｓｕｐｅｒｖｉｓｏｒ： Ｗａｎｇ Ｃｈｕａｎｌｉ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｓｃｈｏｏｌ ＡｎＨｕｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｎｏ．１ ６８，Ｓｈｕｎｇｅｎｇ Ｒｏａｄ，Ｈｕａｉｎａｎ，２３２００ １，ＥＲ．ＣＨＩＮＡ● 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： 敢邃． 日期：量赴年上月玉日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解塞邀堡王太堂有保留、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 塞邀理工太堂．．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： 砖蔗 签字日期：乃ｆ０年‘月吕日导师签名：趸Ｔ参考Ｌ 签字日期：沙ｃ。年莎月夕日、一｜ ‘ 摘 要 摘要 国际热核聚变实验堆１ＴＥＲ（Ｉｍｅｍａｆｉｏｎａｌ Ｔｈｅｔｍｏｍ】Ｃｌｅａｒ Ｅｘｐｅｄｍｅｎｔａｌ Ｒｅａ嘶）是·项 正在研究的大型国际合作项目，其目的是研制—个可以自持燃烧的托卡马克核聚变实验堆， 用于验证热核聚变反应堆的工程可行性、可靠性和和实用性。纵场磁体馈线系统文 （ＴＦ－ＦＥＥＤＥＲ）是国际热核聚变实验堆不可或缺的重要系统之一，主要起着对整个超导 磁体系统供电、冷却及数据传输、测量和故障诊断等作用，其内部的超导母线（ｂｕｓｂａｒ）。 担负着整个纵场线圈电流的传输作用，分析和研制超导母线支撑的合理结构，优化其布置 方案，对于保证纵场磁体馈线系统、乃至整个１ＴＥＲ装置的正常运行，有着十分重要的理 论和实际意义。 论文以ｎＥＩ蟛蝴体馈线系统超导母线支撑为研贫剐象，在综合国内外文南啪基础 上，采用理论分析、有限元计算和试验相结合的方法，对其进行了较系统、深入的分析和 研究，验证了超导母线支撑结构的可靠性，优化了支撑布置方案，为整个ⅡＥＲ装置的研制、 建设和正常使用提供了合理结构参数和理论依据。 论文在介绍ＩＴＥＲ项目背景、结构原理及纵场磁体系统作用和布置的基础匕，较全面地 分析了超导母线支撑的结构和使用材料，提出了纵场磁体馈线系统超导母线支撑的具体计 算方法和优化布置方案，确定了超导母线支撑的个数与间距；通过对纵场磁体系统的电磁 分析，计算出了超导母线所受的最大电磁力，并以此最大电磁力为边界条件，分析讨论了 超导母线支撑在低温、强磁场环境下的受力状况；建立纵场馈线系统的整体模型，对其进 行稳态及瞬态的热分析，得到了热载荷分布情况和冷却过程；最后确定试验方案，对过渡 馈线段Ｇ１０圆筒支撑进行了力学试验。研究结果表明超导母线支撑的结构设计和布置方案 合理可行，它不仅能承受超导母线本身超大电流（６８ｋＡ）引起的高电磁力（１３心‖ｍ量级）， 防止超导母线产生较大的应力和应变，而且能保证超导母线在液氦温度下的轴向收缩，同 时?С抛陨淼牧己萌染瞪杓疲踩繁Ａ超导母线不会受较大的传导热的影响，为超导母 线正常工作提供了保障。 图【５６】 表〔１３】 参〔５２】 关键词：１ＴＥＲ；纵场磁体馈线；ｂｕｓｂａｒ支撑；结构设计；有限元分析；力学实验 分类号：ＴＨｌｌ３ 安徽理工大学硕士学位论文 ＨＥＲ（Ｉｎｔｅｍａｔｉｏｍｌ印均叮呦〔ｍｄ叨Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｌ渤：ｔｏｒ）ｉｓ ａ ｌ，嘲ｅ－ｓｃａｌｅ ｉｎｔｅｍａｔｉｏｎａｌｃＤ０ｐｅｒｍｉｏｎ ｐｒｏｊｅｃｔ ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｏｎｇｏｉｎｇ吣Ｔｈｅ ｐｕｒｐｏｓｅ ｉｓ ｔＯ ｄｅｖｅｌｏｐ ａ ｏ中眈．瞰ｌ酬Ｔｏｋｚａｎａｋｆｕｓｉ