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国际热核聚变实验堆ITER(International Thermonuclear Experimental Reactor)是一个建造可自持燃烧的超大型超导托卡马克核聚变实验堆的国际合作项目。其中,线圈终端盒CTB(Coil Terminal Box)作为ITER馈线系统的主要部件之一,担负着为磁体馈线系统中的管、缆、线分别与低温车间、电源大厅以及数据收集系统的相连提供接口和屏蔽保护的作用,它其中的真空性能对于馈线系统、乃至整个ITER装置能否正常运行,起着十分重要的作用。
本文首先简要介绍了世界及我国的聚变能研究情况、ITER计划及ITER主要构成。其次根据ITER真空系统的要求,介绍了馈线系统对材料放气率及漏率的技术要求,并设计、组建了材料放气率测试平台,包括了真空抽气系统、加热系统、流导法测量系统、压力测量与质谱分析系统等四部分,设计涉及到真空原理、控制系统、机械结构等多学科方面的知识。接着用此平台对CTB中所选用的绝缘材料、绝热材料做了测试,发现各公司生产的G10材料以及不同材质的多层绝热材料的真空性能都各不相同,并分析了测试结果,为以后选择材料材提供了依据和凭证。为CTB中的主液氦管道设计了其总体的泄漏检测过程,由于其工作时内部会有一定的液氦压力,所以使用正压氦质谱检漏法对其检漏,并对其进行漏率标定。
本课题的研究结果对CTB中的真空技术的运用奠定了基础,为feeder中其余部件上的真空技术的运用提供了经验,并可使CTB能尽早安全可靠地在ITER上运行。