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真空科学与技术学报2025年第05期:大型低温测试装置的冷屏结构设计与研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:吴清浩;杨庆喜;胡锐;徐皓;余清洲;陈肇玺;

单位:中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所;中国科学技术大学;

摘要:环向场(TF)和极向场(PF)线圈是国际热核聚变实验反应堆(International Thermonuclear Experimental Reactor,ITER)的关键部件。为了验证已制造的TF和PF线圈性能是否符合性能标准,需在安装前于低温环境中进行低温超导性能测试。根据TF和PF线圈的结构及测试要求,设计了大型低温测试装置。基于该测试装置的结构设计,采用多层绝热(MLI)作为冷屏屏蔽外部环境的热负荷,并结合线圈对测试装置的绝热性能要求及实际安装条件,对MLI的材料、搭接处理以及结构进行了设计。通过热力学分析计算,确定了MLI的最佳层数,并使用MATLAB软件对MLI的漏热量及各层温度进行了数值计算,为后续优化提供数据参考。最后,通过正交实验法对变密度多层绝热(VD-MLI)进行理论分析和数值模拟,比较了不同密度配置下VD-MLI的绝热性能与漏热趋势,为低温测试平台的冷屏设计提供了指导。

关键词:国际热核聚变实验反应堆;;大型低温测试装置;;多层绝热;;逐层传热模型

基金资助:国际合作项目(E45QT21612)