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ITER极向场磁体馈线系统结构设计与分析的中期报告
本报告为中期报告，旨在介绍ITER极向场磁体馈线系统的结构设计与分析进展情况。
一、研究背景
ITER（国际热核聚变实验堆）是当前全球最大的磁约束聚变实验堆，其磁约束聚变装置采用极向场磁体作为主体。极向磁体的馈线系统是其重要组成部分，它连接着极向磁体和功率源，承担着传输高电流和高压的重要任务。因此，研究极向场磁体馈线系统的设计与分析，对确保ITER的安全和稳定运行具有重要意义。
二、主要内容
1.馈线系统结构设计
馈线系统分为内部馈线和外部馈线两部分。内部馈线负责将功率传输到极向场磁体，而外部馈线则将功率传输到内部馈线。本研究主要关注内部馈线的结构设计。
内部馈线由电流引线、绕组支撑结构、绝缘材料和水冷却系统等部分组成。电流引线采用大直径超导带，以承载高电流。绕组支撑结构采用复合材料制成，具有较高的强度和刚度，同时也保证了轻量化。绝缘材料的选取对馈线系统的可靠性和安全性具有重要影响，需要满足高温、高压、高辐照等多种环境要求。水冷却系统是内部馈线中最重要的部分之一。采用冷却水对内部馈线进行散热，以保证其工作温度和超导性能。
2.馈线系统分析
本研究采用有限元方法对馈线系统进行了分析，评估了其热力学性能和机械强度。
热力学分析主要包括温度分布和热应力分析。通过热应力分析，可以确定内部馈线的形变和最大应力，为后续结构设计提供依据。机械强度分析主要包括静力学和动力学分析。静力学分析用于确定内部馈线的确定和位移，而动力学分析用于确定内部馈线结构的振动特性和能量传递特性，为设计降噪、减振等措施提供依据。
三、研究成果
本研究按照ITER馈线系统的设计标准进行了结构设计和分析，提出了采用复合材料和冷却水散热的方案。利用有限元方法对内部馈线进行热力学和机械强度分析，得到了馈线系统的变形和应力情况。研究成果为ITER馈线系统的后续设计和分析提供了理论依据。