ITER极向场馈线结构设计与热分析：关键步骤与挑战

"ITER极向场过渡馈线结构设计及稳态热分析 (2011年)" 在国际热核聚变实验堆（ITER）项目中，馈线系统是连接超导磁体与低温冷却系统的关键组件，用于传输液氦以冷却磁体。本文主要探讨了ITER极向场馈线（CFT，Cryostat Feeder though）的结构设计和稳态热分析。设计阶段采用了先进的三维设计软件CATIA，该软件能够处理复杂的几何形状和工程细节，确保馈线各部件的精确设计。 馈线系统由多个部件组成，包括管道、连接件、支撑结构等，这些部件需要在极端的真空和低温环境下保持稳定工作。为了分析这些部件在实际运行条件下的热性能，研究团队运用了有限元分析软件ANSYS。ANSYS是一种强大的工程仿真工具，可以模拟各种物理现象，如热传递、结构力学等，对于理解系统行为至关重要。 通过建立详细的有限元模型，研究人员模拟了馈线在真空和低温环境下的稳态传热过程。这种模拟有助于揭示内部零部件的温度分布，以及低温管路的热负荷情况。了解这些参数对于预测馈线的热应力、评估材料性能退化、预防潜在的热失控至关重要。此外，这些数据还为优化馈线结构提供了依据，以确保其在长期运行中的可靠性和效率。 在进行热分析后，研究团队获得了馈线设计的改进方案，这将有助于减少不必要的热损失，降低系统的能耗，同时保证馈线在低温操作中的稳定性。这些研究成果不仅为ITER项目的馈线试制提供了坚实的基础，也为未来类似大型低温系统的热管理策略提供了参考。 关键词：国际热核聚变实验堆；极向场；过渡馈线；结构设计；热分析 中图分类号：TM626 文章编号：1004—132X(2011)22—2658—04 这项研究展示了在设计和分析大型科学装置关键部件时，如何结合先进软件工具进行精细化设计和仿真，以满足极端工况下的性能需求。通过这样的设计和分析过程，科研人员能够确保ITER项目的馈线系统能够在严苛条件下安全、高效地运行。