ITER校正场过渡馈线真空隔断设计与分析研究

摘要

校正场过渡馈线是国际热核聚变反应实验堆(ITER)超导磁体馈线系统不可或缺的重要子系统之一，它用于对超导纵场磁体系统供电、冷却及测量诊断等，是馈线系统穿越生物屏蔽层的通道。真空隔断是过渡馈线系统的子部件，负责断开馈线系统和主机杜瓦真空。其工作环境特殊、接口复杂，设计制造的质量直接影响到馈线系统能否正常运行。那么只有通过对真空隔断的结构设计和关键部件的分析，才能保证真空隔断各项设计基本参数合理、可靠。同时为其他馈线系统真空隔断的设计提供理论参考，积累设计经验。
　　 本文基于ITER校正场磁体馈线系统的结构特点和工作原理要求，探索出该系统及其所属部件设计方法及原理。根据ITER校正场磁体馈线系统与周围建筑的距离要求，考虑真空隔断的可装配性和易维护性进行空间位置的选择，进行结构设计，主要设计内容包括双层绝热壳体，波纹管及其组件，电绝缘板、以及各种低温管道和超导母线支撑的结构设计。利用有限元分析软件结合ITER校正场磁体馈线系统的工况（高真空、高电压、超低温），通过对双层绝热腔体的结构强度的校核、真空隔断整体结构的冷却过程的探索与研究，提出了结构的热负荷、温度及热应力分布规律，给出了系统冷却设计方案，得出了在逐步加载方式下该系统整体结构强度的评定指标体系。