核聚变环境中流道插件热应力模拟

摘要

本文对国际热核聚变实验堆（ITER）的双冷锂铅（DCLL）包层进行了流固共轭传热的三维数值模拟，计算了两端固支和两端简支的流道插件FCI（Flow Channel Insert）结构的热变形和热应力分布。研究了钢壁与外界的对流换热系数，FCI材料的热导率对流固耦合区温度场的影响，分析了对流换热系数和热导率对FCI结构热变形和热应力的影响规律。结果表明：若钢壁与外界的对流换热系数增大，则FCI温度降低，导致热变形和热应力减小；高导热率的FCI材料将使得FCI沿厚度方向温度梯度减小，导致结构的热应力减小。以上模拟结果为分析FCI结构设计的合理性和新的优化方案提供了理论依据。