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1、HT-7U装置主机设计装置主机设计进展汇报进展汇报一、装置主机设计主要进展一、装置主机设计主要进展二、有待于尽快解决的主要问题和建议二、有待于尽快解决的主要问题和建议 三、计划及经费概算三、计划及经费概算一、装置主机设计主要进展一、装置主机设计主要进展1 1、装置主机总体装置主机总体总体总体结构设计结构设计完成含主机支撑平台及各大部件在内的装置主机总体结构的实体计算机模型的建立。 总总装程序设计装程序设计对以外真空杜瓦基座为基准平台，含四分之一真空室及内冷屏的四分之一纵场环体装配组件为预装件分别组装成环的方案，及对1/8和1/16装配方案进行了分析。 完成完成HT7U装置装置热热负荷负荷的新一
2、轮的新一轮计算计算完成测量引线对绕组的热传导计算；冷屏对超导磁体热辐射计算；4.5K线圈盒对纵场绕组4.2K热传导计算。完成冷屏新一轮结构热负荷及冷屏的电磁计算的计算。 与与“成飞成飞”合作开展有限元计算与分析合作开展有限元计算与分析完成真空室（2种模型、13种工况）、内外冷屏（4种工况）、外真空杜瓦（2种工况）、纵场（5种模型、1种工况）及真空室与部分内部部件的有限元力学及传热计算与分析。一、装置主机设计主要进展一、装置主机设计主要进展 开展了氦系统冷却回路设计开展了氦系统冷却回路设计 完成装置主机支撑支架的设计完成装置主机支撑支架的设计完成力学计算分析及结构设计 开展了开展了装置泄压安全装
3、置初步设计装置泄压安全装置初步设计确定了装置泄压安全保护通道的方位及尺寸。完成装置泄压安全保护装置爆破膜尺寸的计算。 开展超导开展超导冷质冷质部件部件支撑结构的支撑结构的设计设计提出新型杆式穿插支撑结构的方案，有利于减小支撑结构的热传导及占用空间，适用于高温差、大收缩（变形）的冷质部件的支撑。现正在申请专利。 开展开展HT-7U关键部件制造厂家关键部件制造厂家的的调研调研组织前往上海飞机制造厂、上海锅炉厂、上海先锋电机厂、湖洲久立钢管公司、宜兴北海封头厂开展技术交底，与有关技术人员讨论装置主机各关键部件的加工制造工艺。 一、装置主机设计主要进展一、装置主机设计主要进展2、极向场计算与设计、极向
4、场计算与设计 完成完成极向场新一轮极向场新一轮计算计算基本确定了装置可能获得的三种各具特色的等离子体平衡位形、极向场参数以及极向场放电波形。 结构结构设计设计极向场线圈的冷却回路、绕制工艺和力学分析及支撑结构问题等工程设计技术工作已经开始进行。一、装置主机设计主要进展一、装置主机设计主要进展3、纵场磁体系统设计、纵场磁体系统设计 TF系统结构设计系统结构设计TF系统的整体构架及系统的装配单元和单元间的连接形式和结构已基本确定，并在满足物理要求和以往工作的基础上又进行了进一步的力学计算和强度校核。 完成完成纵场纵场线圈线圈盒盒冷却冷却方案方案初步设计初步设计给出了纵场线圈盒的初步冷却方案。计算了
5、线圈盒冷却回路进出口压差、冷却管的换热系数和冷却管与线圈盒换热量，确定了线圈盒冷却通道尺寸。并对线圈盒的稳态及瞬态传热开展了初步计算与分析。 开展开展1/16纵场磁体的工程设计纵场磁体的工程设计 TF 系统在系统在B=3.5T情况情况下的变形位移图下的变形位移图环向支撑连结端面的应力分布环向支撑连结端面的应力分布最大应力为最大应力为5.623MPa, 最大剪应力为最大剪应力为3.0565MPaTF系统中环向支撑的连结端面上系统中环向支撑的连结端面上12对剪切键的分布对剪切键的分布在在B=3.5T情况下情况下TF系统方键应力的分布图系统方键应力的分布图等离子体快速破裂后（t=90ms），线圈盒直
6、线段截面的温度分布在两次放电间隔的30分钟内线圈盒直线段截面的温度分布一、装置主机设计主要进展一、装置主机设计主要进展4、真空室与内部部件设计真空室与内部部件设计 真空室的真空室的设计设计完成真空室在运行时HALO电流所引起的电动力的估算。完成真空室烘烤的总体结构设计和初步的传热分析计算。基本完成1/16段真空室的施工设计。 完成完成真空室支撑结构真空室支撑结构试验平台试验平台的的设计设计完成试验平台的方案设计，技术设计，施工图的出图工作。目前正在研制中心加工制造。 面对等离子体部件面对等离子体部件的的设计设计与与研制研制完成面对等离子体部件烘烤的初步计算。完成作为HT-7U面对等离子体部件的
7、预研件HT-7水冷石墨限制器的设计，并顺利通过2000年冬季试验的考验。真空室在真空室在250C烘烤时的应力分析结果烘烤时的应力分析结果单位：mm单位:Kg/cm2HALO电流电磁力引起的应力云图和位移云图电流电磁力引起的应力云图和位移云图单位:Kg/cm2单位:mm一、装置主机设计主要进展一、装置主机设计主要进展5、冷屏设计冷屏设计 冷屏冷屏结构设计结构设计开展了冷屏连接结构及冷却回路的设计。 冷屏冷屏新一轮结构新一轮结构热负荷的计算热负荷的计算提出对低温系统供冷的要求。 完成冷屏的电磁计算完成冷屏的电磁计算开展了冷屏绝缘隔缝对磁场屏蔽效应及电动力的计算。 开展了材料表面辐射系数的测试实验开
8、展了材料表面辐射系数的测试实验装置冷屏布管结构图装置冷屏布管结构图冷屏有限元力学计算冷屏有限元力学计算低温下冷屏表面热辐射系数测量低温下冷屏表面热辐射系数测量一、装置主机设计主要进展一、装置主机设计主要进展6、实验杜瓦设计实验杜瓦设计 完成实验杜瓦的设计及研制完成实验杜瓦的设计及研制完成了实验杜瓦全套施工图的设计及新增过冷槽和100-150升分离器的设计，并完成了研制。完成实验杜瓦底座热负荷分析计算，冷却回路及工程图设计。 协助完成真空与低温调试协助完成真空与低温调试一、装置主机设计主要进展一、装置主机设计主要进展7、装置技术诊断装置技术诊断 低温温度计低温温度计标定标定装置装置对标定装置和标
9、定方法作了进一步的完善，把标定装置扩展到适合于作碳电阻温度计的标定，低温温度标定范围扩展到3.0K。开展了日本碳电阻的标定。 完成完成了一台技术了一台技术诊断诊断用的多路用的多路隔离放大器隔离放大器样机的样机的研制研制与合肥工业大学、合肥计算机厂等单位合作，开展用于失超信号探测用的高性能隔离放大电路和装置短路检测仪的研制，目前工作正在抓紧进行之中。信号检测、应力-应变测量等方案也在做进一步的完善。一、装置主机设计主要进展一、装置主机设计主要进展8、关键技术的预研关键技术的预研 CICC导体的设计与研制导体的设计与研制参与俄罗斯高能所UNK超导线的挑选和测试。开展CICC导体交流损耗的计算与分析
10、。参与三级子缆的制作与测试实验。完成TF导体外形尺寸的确定。协助完成TF绞缆合同的签订。 高压高压氦氦绝缘子绝缘子的的研制研制经50次液氮与室温的冷热循环后，在液氮温度下耐98个大气压24小时不泄漏，在液氦温度下耐受100个大气压15分钟，泄漏率仅为10-9Pam3/s。建立了绝缘子制备实验室。 VPI工艺实验工艺实验通过与北京低温中心的合作，获得适合HT-7U超导磁体要求的低温环氧树脂配方、分子式及大部分低温性能。开展了先期 VPI工艺实验的方案。VPI工艺实验结果较好。 CICC导体接头导体接头的的设计设计CICC全导体分缆式接头，已在研制中心试制成功。二、有待于尽快解决的主要问题和建议二
11、、有待于尽快解决的主要问题和建议 电磁测量方案的确定：电磁测量方案的确定：建议尽可能在真空室内侧安装电磁测量元件，并及早提出电磁测量信号引线对进出装置的方位、尺寸大小、结构设计等要求。 装置主机总装方案的确定：装置主机总装方案的确定：请确认最终明确的要求。 装置主机总装定位系统方案：装置主机总装定位系统方案：光学定位系统应及早确定，以便提前熟悉其软硬件系统，并在装置各大部件的工程设计中设置合理的特征测量点。 主机窗口设置方案的确定：主机窗口设置方案的确定：希望与物理设计人员讨论后这最后确认。冷却回路（含冷屏回路）进出装置的要求：冷却回路（含冷屏回路）进出装置的要求：希望与低温系统及电源系统的设
12、计人员协调、讨论，以便尽快确定设计方案。 装置主机及各大部件的接地方案的确定装置主机及各大部件的接地方案的确定 超导磁体系统电回路的设计：超导磁体系统电回路的设计：在杂散场计算的基础上，与低温系统及电源系统的设计人员协调、讨论，以便尽快确定设计方案。二、二、 有待于尽快解决的主要问题和建议有待于尽快解决的主要问题和建议 极向场导体方案的确定：极向场导体方案的确定：希望尽快先确定导体外形尺寸。 纵场磁体绕组及线圈盒冷却设计方案的确定：纵场磁体绕组及线圈盒冷却设计方案的确定： 希望与低温系统及电源系统的设计人员协调、讨论，以便尽快确定设计方案。 超导磁体超导磁体VPI工艺技术：工艺技术：抓紧与有关
13、单位的协作。开展国内厂家的调研。 CICC全导体接头的方案、研制及测试实验：全导体接头的方案、研制及测试实验：方案的确定依赖于工艺的可行性和实验结果。实验条件须与低温实验人员协调解决。 超导磁体系统支撑结构方案的确定：超导磁体系统支撑结构方案的确定：应尽快开展性能及工艺实验。 误差场的计算及校正场的必要性：误差场的计算及校正场的必要性：误差场的大小及校正场的工程必要性基于磁体系统的加工制造及安装精度。 等离子体快破裂与慢破裂对超导磁体稳定性影响的进一步分析计算等离子体快破裂与慢破裂对超导磁体稳定性影响的进一步分析计算 快速反馈控制线圈的设计及其冷却回路对装置设计的要求：快速反馈控制线圈的设计及
14、其冷却回路对装置设计的要求：希望先给出快速反馈控制线圈电及冷却回路进出装置的结构设计及方位要求。二、二、 有待于尽快解决的主要问题和建议有待于尽快解决的主要问题和建议 直径分别约为直径分别约为6600mm、5900mm的两对极向场大线圈对的两对极向场大线圈对VPI的必要的必要性：性：需要论证。此大线圈的VPI模具制造及VPI工艺有一定的困难。 极向场支撑结构的设计：极向场支撑结构的设计：应尽快开展中心螺管和各大线圈支撑结构的设计。 硼化水及烘烤元件进出装置的结构方案：硼化水及烘烤元件进出装置的结构方案：需得到有关系统设计的认可。 外真空杜瓦抽气系统对冷屏预留抽气孔道的要求：外真空杜瓦抽气系统对
15、冷屏预留抽气孔道的要求：需由真空系统设计人员尽快提出。 冷屏表面辐射系数及多层绝热方案的确定：冷屏表面辐射系数及多层绝热方案的确定：结合表面辐射系数的测量和加工工艺的可行性提出冷屏表面处理的技术要求。 装置主机大部件加工制造厂家的确定装置主机大部件加工制造厂家的确定 尽快完成装置总体及各大部件的工程总图及另部件图的设计尽快完成装置总体及各大部件的工程总图及另部件图的设计三、计划及经费概算三、计划及经费概算2001年计划年计划（未讨论）（未讨论）：工程设计：工程设计：完成工程设计，并开始加工制造。完成工程设计，并开始加工制造。部件研制：部件研制：希望完成希望完成1/16纵场、真空室、冷屏的研制。
16、纵场、真空室、冷屏的研制。关键技术预研：关键技术预研：完成完成VPI工艺实验、生产线建立、模拟线圈工艺实验、生产线建立、模拟线圈 的制造；完成的制造；完成CICC接头的设计、研制和实接头的设计、研制和实 验；完成真空室与低温冷质部件支撑结构的验；完成真空室与低温冷质部件支撑结构的测试实验。测试实验。三、计划及经费概算三、计划及经费概算序号概算投资额19982000年2001年2002工程完成时总经费预算工作量比例%已支出经费已完成投资款工作内容工作量比例%经费预算工作内容经费预算U101010011.192022.322.6完成总图总装设计303完成总装530U1010200461.93101
17、08.04197.53完成设计开始加工40100完成加工260558U10103001531.7410182.28794.5420100015003295U1010400432.63106.2815.28原型段加工20100完成加工317.63433U1010500179.2101.31.3基本完成设计50100完成加工190290U1010600487.35100.560.56完成图纸和招标40190完成加工300490U1010700402.641514.63(35)14.93(35)30%120276.2431U1010800U10109003057.5330778.84(1327)1683.34(2232)买线导体制造20600导体制造8503632合计6564.21114.23(1682.8)2730.08(3298.81)9159
