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国际热核聚变实验反应堆ITER计划是一个国际科研合作项目,其目的是为了建造一个大型的超导托卡马克,通过科学和技术手段来实现核聚变能的和平利用。中子屏蔽块是ITER真空室中子屏蔽层的基本组成单元,由多个组件装配而成,用于屏蔽聚变反应中产生的中子流。在聚变反应工况下,中子屏蔽块受到辐射和热流高温影响会产生热应力。为得到在聚变反应工况下中子屏蔽块的温度分布,本文使用Ansys软件对中子屏蔽块进行传热分析,在分析过程中主要有热生率的变化函数、冷却水和屏蔽块的对流换热、包层和冷屏的辐射等边界条件。分析结果对比材料的物理属性,中子屏蔽块的温度变化在其材料的属性要求范围之内,满足材料的耐热性能要求。本课题来源于：国际合作项目"ITER装置真空室中子屏蔽层的设计与研究”(Framework contract ITER/CT/09/6000000003)真空室内的中子屏蔽层是一个由8600块小型装配体组成的面包圈形的一个大型装置。在聚变反应正常进行的情况下,中子屏蔽层浸泡在真空室的冷却水中,主要受到来自真空室内壳内部包层和外壳外部冷屏传来的热量,另外还有烘烤过程的传热分析。然后得到中子屏蔽块的温度分布情况,以及热-结构耦合对螺栓防松以及本身的结构强度产生的重要影响。本论文的研究内容：首先介绍了真空室中子屏蔽层的结构设计和设计依据,还有中子屏蔽层的设计概念以及初始设计情况；然后对传热学的基本理论和应用以及中子屏蔽层的热载荷进行说明,同时还阐述了中子屏蔽层的传热机理；再者介绍了中子屏蔽块模型的前处理过程,包括建模、材料选择、单元选择、属性等等。最后再分别选出中子屏蔽层的内外区域进行传热分析,并选择一普通块进行热结构耦合分析和烘烤分析。本文目的是先以中子屏蔽层的一部分区域块为模型样例,对中子屏蔽层结构在由真空室内壳受到的核热进行稳态热分析；再以中子屏蔽层中比较标准的一块为基准,对此屏蔽块进行稳态热分析,得到中子屏蔽块在热力工况下的温度分布,然后综合这些分析结果对中子屏蔽块在结构设计方面的影响,尤其是对螺栓的预紧防松以及结构强度的影响。从而确保屏蔽层结构在热力载荷作用下设计的合理性,最终确定屏蔽层结构在正常工作情况下的安全性和可靠胜。