ITER极向场线圈磁体馈线系统超临界氦管的分析与优化的开题报告.docx

ITER极向场线圈磁体馈线系统超临界氦管的分析与优化的开题报告
1.研究背景和意义
ITER（InternationalThermonuclearExperimentalReactor）是目前全球最大的核聚变实验装置，其建设目的是开发可持续且环保的核聚变能源，从而解决人类能源危机及环境问题。极向场线圈磁体是ITER的核心组成部分之一，其主要作用是创建强磁场，以束缚离子并加热至足够高温度，从而实现核聚变反应的发生。极向场线圈磁体馈线系统在ITER的运行中起着至关重要的作用，其负责将高电流输送至磁体，为其产生必要的磁场。
馈线系统中的超临界氦管是输送高电流的重要组成部分。其作用是将液态氦冷却剂从低温环境（4K）下输送至高温的环境中，同时保持其处于超临界状态，以充分利用其高热传导性能，降低磁体的温度。超临界氦管的性能直接影响着馈线系统的负载能力和运行稳定性，因此对其进行优化具有重要的意义。
2.研究内容和方法
本研究将针对ITER极向场线圈磁体馈线系统中的超临界氦管进行分析和优化，主要研究内容和方法包括：
（1）超临界氦管的结构特点和工作原理分析，建立数学模型；
（2）对超临界氦管的热工力学性能和流体特性进行分析和计算，包括热量传递和流动阻力等参数；
（3）对不同材料、结构参数、制造工艺等方面进行优化，提高超临界氦管的负载能力和工作稳定性；
（4）通过数值模拟和实验验证进行结果分析和验证，最终提出超临界氦管的最优设计方案。
3.预期成果和意义
本研究针对ITER极向场线圈磁体馈线系统中的超临界氦管进行了深入研究和优化，预期实现以下成果和意义：
（1）揭示超临界氦管的结构和工作原理，建立其数学模型，为后续优化设计提供理论基础和依据；
（2）通过对超临界氦管的热工力学性能和流体特性进行计算和分析，提高馈线系统的负载能力和工作稳定性，进而确保ITER正常运行；
（3）优化超临界氦管的材料、结构参数和制造工艺，提高其性能，从而提高整个馈线系统的可靠性和运行效率；
（4）通过数值模拟和实验验证，检验优化方案的可行性和实用性，为ITER的后续工程建设提供技术支持和实践依据。