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真空科学与技术学报2025年第11期:大型低温测试平台绝热支撑腿的结构设计与性能分析

来源:期刊VIP网 时间:


作者:吴清浩;杨庆喜;史根木;

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(Toroidal Field, TF)和极向场(Poloidal Field, PF)磁体是国际热核聚变实验反应堆(International Thermonuclear Experimental Reactor,ITER)的关键部件。在超导磁体低温测试平台(Magnet Cryogenic Test Bench,MCTB)中进行TF和PF磁体性能验证时,需要支撑腿为磁体提供结构支撑。为了避免支撑腿对磁体施加过大的热负荷,影响实验结果,支撑腿的绝热结构设计显得尤为重要。基于TF和PF磁体的结构特点,文章采用了两种不同形式的支撑腿结构,并使用独立冷却板并辅以G10绝缘板作为支撑腿的绝热结构。为验证支撑腿绝热结构的性能,利用Fluent软件对液氦出口温度进行了数值模拟,并将模拟获得的液氦平均温度施加于流道壁面,结合Workbench稳态热模型计算磁体所承受的热负荷。仿真结果表明,支撑腿绝热结构的设计满足其绝热性能要求,为大型低温装置支撑系统的绝热结构设计与性能验证提供了参考依据。

关键词:国际热核聚变实验反应堆;;大型低温测试平台;;绝热结构;;有限元分析

基金资助:ITER国际合作项目(E45QT21612)