ITER内部线圈分为27个边界局域模(ELM)线圈和2个垂直稳定性(VS)线圈，均位于真空室内壁与屏蔽包层之间。ELM线圈在环向可分为9个扇区，每个扇区又分为上、中、下三个方位各一个线圈。27个ELM线圈均为6匝的“矩形相框”结构，连同其各自的馈线通过支撑等附属结构固定于真空室内壁。ELM线圈的主要作用为产生谐振磁扰动模(RMP)，以抑制边界局域模。其次，它还能表现为“电阻壁模(RWM)”，使得等离子体能在更高的β值下运行。VS线圈由上、下两个环形线圈组成，分别位于真空室中平面上方4.9米及下方2.5米处。每个VS线圈均有4匝导体，其主要作用为维持等离子体运行的垂直稳定性，以补充受到涡流效应影响的真空室内的控制系统及真空室外的PF线圈对等离子垂直稳定性控制的不足。　　中科院等离子体所与美国普林斯顿大学的等离子体物理实验室(PPPL)共同承担着ITER内部线圈的设计及原型研制工作。为了验证ELM和VS线圈的结构设计的合理性与工程实现可行性，根据目前所设计的结构，进行了线圈在电磁载荷及热载荷下的力学分析及强度评估;在原型线圈研制工作中，分别对线圈成型、线圈接头制造、线圈制造公差及测量进行了理论分析与相应的实验研究。　　根据线圈的安装、运行及辐照要求，进行了内部线圈导体、线圈本体、线圈馈线以及线圈接头的结构设计。内部线圈在正常运行下，承受的力主要为电磁载荷及热载荷。根据内部线圈所处的磁体系统的位置及运行参数，计算出ITER磁体系统在正常运行工况下四种危险时刻的磁场分布，并确定在燃烧终止(EOB)时刻下为最坏工况。选取了上VS线圈，详细计算了在此时刻的电磁力。同样，对上VS线圈，进行在自身欧姆热和外部中子辐射热下热载荷分析。在电磁载荷作用下，计算出上VS线圈的结构应力及变形，并对结构进行了优化。优化后其应力大大的降低，远低于其材料的许用应力。完成了上VS线圈在欧姆热、核热以及电磁力共同作用下应力分析。相比于电磁载荷，热载荷为线圈主要载荷，特别是核热。利用应力线性化方法，对线圈各部件进行应力评估。最终计算了上VS线圈的各个部件在不同的载荷工况下的应力线性化结果，其均满足结构强度要求。　　根据线圈成型结构特点，并结合常用的成型技术，制定出适合内部线圈的成型工艺。利用有限元分析软件，采用静态隐式算法完成了内部线圈的成形回弹理论分析，并进行了相应的弯曲实验研究。在线圈成型局部失稳的研究中，采用非线性屈曲分析预测了起皱的临界角度，并通过一系列的试验，最终发展了护套技术，从而解决了VS导体弯曲内弧起皱的问题。　　根据内部线圈的接头结构，采用有限元分析方法，完成线圈接头的力学分析及应力评估，验证了其结构设计的合理性。经大量的研究实验，确定了导体接头制造技术，并详细描述了ELM线圈原型接头和VS线圈的研发及制造过程。值得注意的是，在VS线圈四个接头的研制，发展了同时钎焊技术，并研制了相应的设备及工装。在四个接头的缩径工作中，成功地研制出一套复杂的多模块的成型设备，并运用于VS原型线圈接头缩径。　　线圈几何尺寸为内部线圈接受测试的其中一项重要的技术指标。根据线圈的整体装配公差，进行了内部线圈的各个部件的制造公差分析。线圈制造精度控制过程进行了详细描述，并利用激光跟踪仪完成了线圈复杂的三维空间形状的尺寸测量。　　CFETR CS模型线圈的结构分析工作中，采用2D轴对称模型与3D全模型为有限元模型，分别在不同载荷对不同部件完成了详细的应力计算以及强度评估，为结构设计优化提供一定参考依据。