發(fā)布時間：2021-08-30 07:50

　　中國聚變工程實驗堆（CFETR）是一個全超導(dǎo)托卡馬克裝置,為國際熱核聚變實驗堆（ITER）與聚變示范電站（DEMO）之間搭建技術(shù)橋梁。真空室（VV）作為維持托卡馬克穩(wěn)定運行的核心部件,其結(jié)構(gòu)性能對裝置的安全運行有著直接的影響。重力支撐部件是承載真空室及其內(nèi)部部件重力和各種機(jī)械載荷的關(guān)鍵部件。中國聚變工程實驗堆真空室預(yù)研件（CFETR VV mock-up）的建造即為了研究真空室的加工制造,力學(xué)分析等關(guān)鍵問題。開展CFETR真空室預(yù)研件重力支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計和真空室所處工況的分析評估,并利用Isight軟件進(jìn)行重力支撐彈性板的結(jié)構(gòu)優(yōu)化,主要工作內(nèi)容如下:1.通過對核聚變發(fā)展和托卡馬克裝置的調(diào)研,介紹可控核聚變的背景及發(fā)展。隨后介紹真空室部件在聚變反應(yīng)中的功能并綜述了全國各大托卡馬克裝置的發(fā)展現(xiàn)狀,指出論文的研究內(nèi)容和意義。2.比較不同設(shè)計方案的優(yōu)劣之后,確定CFETR真空室預(yù)研件重力支撐的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案。利用CATIA三維軟件創(chuàng)建真空室及其重力支撐詳細(xì)結(jié)構(gòu)模型和簡化模型,選用316L（N）作為真空室的材料并分析其材料特性。3.對真空室展開仿真分析,包括單工況分析和組合工況分析,得到各工況下真空室... 

【文章來源】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１托卡馬克主要結(jié)構(gòu)示意圖??

?第一章緒?論???和應(yīng)力，除了外圈的支撐外，還在ＪＥＴ真空室內(nèi)圈上補(bǔ)充了兩個支撐環(huán)以防止??過大的徑向變形對整體裝置產(chǎn)生不可估計的影響。??圓??圖１．２?ＪＥＴ真空室結(jié)構(gòu)圖??日本ＪＴ－６０ＳＡ裝置的建造旨在解決等離子體運行的關(guān)鍵工程和物理問題。??ＪＴ－６０ＳＡ真空室同樣采用雙層Ｄ型環(huán)結(jié)構(gòu)，層間布置加強(qiáng)筋增強(qiáng)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。但其??真空室采用非均勻分段，為了運輸和搬運，由７段４０°環(huán)，２段３０°環(huán)和１段２０°??環(huán)組成，外圍大直徑為９．９５ｍ，高度為６．６３ｍ。殼體厚度為１８ｍｍ，殼體之間設(shè)??計出１６０ｍｍ的空腔。整體建造工作現(xiàn)已結(jié)束，ＫｅｉＭａｓａｋｉ［１２］等人討論了真空室??部件之間的組裝順序，并提出了一種在托卡馬克大廳內(nèi)進(jìn)行裝配的計劃。首先將??低溫恒溫器底座安裝在大廳內(nèi)，設(shè)置裝配框架和導(dǎo)軌。再對３個４０°扇區(qū)段進(jìn)行??裝配并焊接成１２０°真空室扇區(qū)段。隨后裝配其他扇區(qū)直至３４０°。安裝好預(yù)先組??裝完成的重力支撐后插入環(huán)向場線圈后，完成最后２０°扇區(qū)段的裝配工作。Ｙｕｓｕｋｅ??Ｓｈｉｂａｍａ〖１３］等人則主要論述了廳內(nèi)安裝真空室扇區(qū)的概念和扇區(qū)焊接技術(shù)。廳內(nèi)??安裝主要基于直接對接接合和拼接板接合。通過４０°扇區(qū)之間直接對接接口的三??條焊接線，將由于積累誤差和焊接變形誤差導(dǎo)致的位移均勻地分布在整體圓環(huán)中。??超過８０°的扇區(qū)則與拼接板焊接在一起。最后和相鄰的兩個３０°扇區(qū)段通過兩側(cè)??的拼接板焊接為一個整體。Ｙ．?Ｓｈｉｂａｍ＃４］等人開發(fā)了真空室扇區(qū)和環(huán)向場線圈在??托卡馬克大廳內(nèi)裝配的高精度方法。這種在廳內(nèi)的裝配技術(shù)可將環(huán)向磁場的磁場??誤差控制在０．０１％之內(nèi)。各組件的位置由０．５ｍｍ空間

?第一章緒?論???後ｒｔ丨．窗ｍ??ＷｍＷ??，ｒｔ?Ｊｌ?＇ｆｔｉｉ?ｂＷｎ??圖１．３?ＪＴ－６０ＳＡ真空室結(jié)構(gòu)圖??ＩＴＥＲ裝置真空室主體為雙層Ｄ型環(huán)狀結(jié)構(gòu)，其體積最大，外圍最大直徑為??１９．４ｍ。內(nèi)外殼厚度為６０ｍｍ，內(nèi)外殼體依靠焊接加強(qiáng)筋和柔性支撐柱連接。其??每段扇區(qū)均為４０°，這樣的扇區(qū)設(shè)計更容易真空室主體的制造，裝配以及運輸。??單個真空室扇區(qū)段從極向方向上分為４個段焊接。在上個世紀(jì)末，ＩＴＥＲ最早開??展了?１８°真空室扇區(qū)段的預(yù)研件來驗證真空室制造和裝配的相關(guān)技術(shù)。整個扇區(qū)??由兩個９°的扇區(qū)段焊接組成，用以驗證不同制造程序和焊接技術(shù)的性能［１６］。Ｍ??Ｎａｋａｈｉｒａ＾等人論述了整個扇區(qū)預(yù)研件的制造和測試過程，該預(yù)研件的制造和裝??配滿足±３ｍｍ的公差要求。真空室殼體之間充滿著壁內(nèi)屏蔽塊和硼化冷卻水。壁??內(nèi)屏蔽塊約為８９００個，由不同尺寸和不同材料組成。壁內(nèi)屏蔽塊可減少等離子??體運行期間的環(huán)向磁場的波動，提供中子屏蔽作用。徐青青［１８】研究了等離子體主??破裂事件下真空室內(nèi)包層電磁－熱－機(jī)械耦合分析，根據(jù)事故在不同的情況下對包??層展開應(yīng)力分析，并評定了應(yīng)力是否符合設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)果顯示氦冷包層在該工況??下能夠保證結(jié)構(gòu)的完整性。Ａｎｄｒｅｓ?ＤａｎｓＰｌ等人詳細(xì)介紹了?ＩＴＥＲ真空室部件在歐??洲設(shè)計和制造等進(jìn)程，以及這些過程中的一些技術(shù)挑戰(zhàn)。??５??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]J-TEXT托卡馬克水平位移控制的建模與優(yōu)化[D]. 余文曌.華中科技大學(xué) 2015

碩士論文
[1]大型可組合式電子束焊接真空室設(shè)計[D]. 丁睿.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2019
[2]等離子體瞬態(tài)事故下CFETR氦冷固態(tài)包層電磁-熱-機(jī)械綜合分析[D]. 許青青.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2019
[3]基于ISIGHT的油船結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)研究[D]. 白澤坤.大連理工大學(xué) 2019
[4]GDC電極冷卻流道系統(tǒng)性能研究及優(yōu)化設(shè)計[D]. 江晟昊.西南交通大學(xué) 2019
[5]地震動搖擺分量對高柔結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)的影響研究[D]. 黃瑋松.武漢理工大學(xué) 2018
[6]CFETR真空室設(shè)計模塊的研發(fā)[D]. 朱晨.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2017
[7]SZ系列真空泵常見事故分析與優(yōu)化設(shè)計[D]. 張肖麗.沈陽大學(xué) 2015
[8]CFETR遙操作轉(zhuǎn)運車的設(shè)計及其部件的分析優(yōu)化[D]. 程漢龍.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2014



本文編號：3372384