ITER�ݳ����峬��ĸ�ߵ�Žṹ����

阐述了ITER纵场磁体超导母线及其支撑结构设计。运用有限元算法,对工作状态下的超导母线进行电磁结构耦合分析,并对超导母线的应力及变形进行校核,从而验证了纵场磁体超导母线及其支撑结构的安全可靠性,为进一步的详细设计提供了依据。     

ITER超导母线结构设计与分析

国际热核试验堆(International Thermonuclear Experimental Reactor,简称ITER)采用超导母线(Superconducting Busbar)连接磁体线圈和电流引线,传递整个磁体系统所需的电流.本文就ITER超导母线的绝缘、固定以及结构设计进行阐述,并通过有限元分析法对结构进行分析,为最终结构的确定提供理论依据.     

ITER纵场磁体超导母线电磁结构分析

阐述了ITER纵场磁体超导母线及其支撑结构设计。运用有限元算法,对工作状态下的超导母线进行电磁结构耦合分析,并对超导母线的应力及变形进行校核,从而验证了纵场磁体超导母线及其支撑结构的安全可靠性,为进一步的详细设计提供了依据。     

ITER 超导馈线系统的设计

ITER( 国际热核试验堆) 采用超导馈线系统传输磁体线圈所需电流、冷却液及数据信号, 并在失超等异常情况, 通过馈线转移磁体能量, 以保护整个磁体系统。介绍了国际热核试验堆超导馈线系统的结构及设计情况, 为同类型超导磁体的馈线设计提供了有益的参考。     

ITER��������S��еĽṹ�Ż���ƺ͵�����Ӧ����

在强度静力分析基础上,对S弯盒壁厚、加强筋间距等参数进行了优化设计和校核。在模态分析基础上,对模型进行了频谱分析和动态时程分析,获得地震动下确保结构安全运行的设计参数。     

ITER �۱�װ���ڲ���Ȧ����ߴ�ͭ�ܻ�е�����о�

Mechanical properties of copper (CW009A) tubes in stainless steel mineral insulated conductor (SSMIC) of ITER in-vessel coils (IVCs) were studied. The experiment is carried out at room temperature and elevated temperature. The results show that the mechanical properties of high-purity copper meet the design requirements, and the tensile strength and yield strength are improved at both normal temperature and high temperature. The results provide reference for the design and performance analysis of ITER IVC conductor.     

ITER���³����������߳���ģ�����о�

根据ITER电流引线的要求,设计和试验了分别由全铍铜(Be2%Cu)、全不锈钢(SS)和二元金属(BeCu/SS)三种不同类型分流器制作的68kA电流引线的1/90试件。研究了超导段各组件的性能,详细讨论了失冷故障实验结果。结果表明,对比全铍铜和全不锈钢分流器,二元分流器制作的超导模件更能够提高安全性以及减小冷端漏热,满足ITER高安全性和低热负荷的要求。     

ITER�ݳ�����֧��ԭ�ͼ���ά���ز���ƽ̨���

根据ITER运行的主要危险工况,设计了一个专用的三维加载测试平台,并对该测试平台进行了结构有限元分析。有限元分析结果表明,三维测试平台结构有足够的强度和刚度,能满足磁体支撑原型件的三维加载测试的精度要求,可以用该设计方案进行制造。为了确信三维加载测试的可靠,制定了专门的三维加载测试平台的验收方案并按此方案对测试平台进行了可靠性测试。     

ITER ����֧�Žṹ��ά����ϵͳ���ϵͳ�����

为了验证ITER磁体支撑结构的可靠性,建立了多维加载测试平台对支撑部件进行机械性能检测。测量控制系统由7台EDC控制器、计算机系统、16通道准动态应变仪、25只位移传感器、7套油缸中的负荷和位移传感器组成。基于可编程语言,利用EDC220数字控制器实现了多通道协调加载的测量和控制过程,完成了7套双油缸高精度同步控制实验。针对典型的加载工况进行工程测试。结果表明,测控系统设计合理,控制系统可靠,能满足下一步的实验要求。     

ITER������Ȧ������֧�ŵĵ�����Ӧ��ֵģ��

A finite element model of the toroida field (TF) coil and gravity support system is established at first by taking its cyclic symmetry condition into account. The first ten order natural frequencies and their corresponding modal vectors of the system are calculated then by using the ANSYS software. Based on these modal information and the spectrum analysis method, the displacement response distribution of the TF system is obtained finally by using the standard seismic spectrum given in ITER EDA report. Furthermore, the feasibility of the numerical model is validated by comparing its results with those of a simplified model of single degree of freedom.     

ITER�������������ߵ����Чģ����Ԥ��

ITER超导磁体系统的超导电流传输线导体是由NbTi/Cu管内电缆超导体、辅助绝缘层和接地金属屏蔽层组成的层状复合材料结构。分别采用基于传统的复合材料理论和基于均匀化理论与复合材料损伤理论相结合的方法对超导传输线导体的等效模量进行了理论预测。这些结果为分析和计算超导电流传输线的应力和变形以及热性能提供了必要的参数。     

EAST �ⳬ��ĸ�߳�����ͷ������

为把电流引线罐从EAST 大厅移到离装置约30m 外的电源大厅,重新设计和制造了连接新旧超导导体间的13 对超导接头。介绍了其中1 对超导接头的结构设计、空隙率的确定、理论直流电阻计算、压降计算和加工装配方案等。为此,制造了1 对超导接头,并进行通电测试,结果表明,所设计的超导接头结构和加工工艺满足EAST 工程的要求。     

EAST 外超导母线超导接头的研制

为把电流引线罐从EAST 大厅移到离装置约30m 外的电源大厅,重新设计和制造了连接新旧超导导体间的13 对超导接头。介绍了其中1 对超导接头的结构设计、空隙率的确定、理论直流电阻计算、压降计算和加工装配方案等。为此,制造了1 对超导接头,并进行通电测试,结果表明,所设计的超导接头结构和加工工艺满足EAST 工程的要求。     

ITER����S��ṹ��Ӧ���������Ż����

根据能量方法原理,通过单位力法和卡氏定理分析方法,理论计算得出了给定位移变形条件下沿S弯的弯矩、应力分布.分析表明,沿S弯结构的应力主要由热收缩变形产生,但重力影响也不可忽略,考虑重力影响后沿S弯最大应力较不考虑重力时增大了10％.根据该理论原理编程计算发现,在S弯高度受限的条件下,圆弧段半径越小,结构最大应力越小,实际没计中可根据强度要求结合加工工艺选择合适的圆弧半径.该分析方法为有效优化结构设计提供了理论指导.     

ITER����ĸ��ʧ��ʱCFT�����ĵ�ŷ���

采用了解析法和ANSYS软件对ITER超导母线稳态时在CFT冷屏上产生的磁场分布和失超时在CFT冷屏上产生的涡流分布做了对比分析,得到的结果相互吻合,这为后续的电磁-结构以及电磁-热耦合分析提供了参考数据。     

ITER校正场磁体超导接头的设计与测试

设计了一种超导接头用于ITER校正场线圈和超导电流引线之间电流和液氦传输。介绍了校正场线圈超导接头和超导体的结构,计算了接头的直流电阻,确定了合理的超导接头制造工艺。超导接头样品电阻的检测值为1.4nΩ,低于5nΩ的设计值。     

ITER PF支撑结构焊接技术

介绍了ITER PF 支撑结构制造工艺及焊接技术方案,阐述了对控制焊接变形应力、提高低温冲击韧性、控制焊缝铁素体含量等采取的技术措施。焊后应力消除方案以及防变形措施使得加工精度和成品质量得到了提高。