国际热核聚变实验堆（简称）计划是由中国、欧盟、美国、俄罗斯、日本、韩国、印度七方共同参与、目前全球规模最大、影响最深远的国际大科学工程合作项目之一。ITER计划的目标是要利用氢的同位素氘、氚的聚变反应释放出能量， 这一计划的成功实施将有助于人类找到彻底解决能源危机的方法。中科院等离子所承担了ITER 项目超导磁体的研发任务，超导磁体在经过绞缆、穿管、缩管等工艺之后还需要进行真空检漏试验。本文主要介绍了超导磁体检漏真空室及其真空机组的设计、优化。

1、真空筒结构设计

1.1、结构介绍

　　导体检漏真空室主要由：上封头、中部筒体、下封头、支撑底脚、焊接法兰圈、中部加强筋、及内部环体支撑等部件组成， 其结构如图1所示。需要真空检漏的导体为CICC（Cable- in- Conduit-Conductor）结构，长约1000m,截面为54×54mm，将导体盘绕成直径为4m的圆环后放入检漏真空室检漏，因此中筒内径需要4600mm，中筒高度4260mm；上、下封头采用冷冲压法制造的10% 碟形封头，内径4600mm，高度900mm；中部加强筋为110×40mm；在下封头内侧焊接了16道加强竖筋和环体支撑使下封头均匀受力。整个真空室重约23.5吨，全部采用304不锈钢材料制造。为满足容器的真空度要求，对制造过程中真空室焊缝的焊透性、平整度、内部表面光洁度及密封法兰的平面度和密封槽的表面光洁度等工艺提出了严格要求。

1.2、真空室壁厚计算

　　真空箱室的实际的管厚S 相当计算的管厚S0 再加上管厚增加量C S=S0+C（mm）（1）

　　其中计算壁厚公式为:

式中D_B———圆筒内径，mm
　　P———外压设计压力，MPa
　　L———圆筒计算长度，mm
　　Et———材料温度为t 时的弹性模量，MPa

　　涡流室管厚额外添加量键后式选择： C = C1 + C2 + C3 （mm） （3）

式中C1———钢板的最大负公差附加量（mm），本设计取C1=0.8
　　C2———腐蚀裕度（mm），本设计取C2=1
　　C3———封头冲压时的拉伸减薄量，本设计在计算圆筒部分厚度时取C3=0，在计算封头厚度时取C3=3mm

　　本真空室设计压力P 为一个标准大气压，圆筒内径D_B为4600mm，总高6300mm，其中上下封头各高900mm，材料常温下的弹性模量Et 为2.06×10⁵ MPa。由（2）式可知圆筒的计算长度L对壁厚影响很大，因此给出了如下两种不同计算长度的结构方案（即是否设置中部加强筋），并分别进行了壁厚计算。

1.2.1、不软件设置太平洋沿岸继续加强筋时的管厚算起 　　抽真空室圆柱形中心不如何设置增强筋时，圆柱形的运算粗度为L'=4840mm，代入（2）式可运算出圆柱形运算厚度S0':

　　由式（3）可核算出增加管壁为: C=C1+C2+C3=0.8+1+0=1.8mm (5) 　　由（4），（5）式知道不安装增加筋时圆桶的事实上管壁是为： S'=S0'+C=17.5+1.8=19.3mm (6) 1.2.2、设有中间增加筋时的管厚求算 　　在筒体形北部设施一面110×40mm环向进一步加强筋后换算出高度L"调成2400mm，于此筒体形的换算出管厚S0"：

　　由（5）,（7）必须圆罐的实际的管厚该为 S"=S0"+C=13.2+1.8=15mm （8） 　　适用中东部带动筋后真空泵箱室圆桶管厚可19.3mm增多到15mm，因此 的施用中东部带动筋的计划预案比上一场计划预案更好，最省建筑钢材约2吨。真空泵箱室内外封头适用冷冲压工艺法治建设造的10%碟形封头，正因为的施用10% 碟形封头要比的施用原则的圆圈形封头时加强存储容量，相同个公称直径相同个板厚的封头，10%碟形比原则的圆圈形封头的开料重量小，可最省建筑材料,计算出封头重量为20mm。

1.3、基于ANSYS的壁厚优化设计

　　我们知道为了保证压力容器的安全性，按传统的压力容器设计方法计算出来的壁厚总是偏大。因此我们采用ANSYS有限元分析软件对整个真空室进行了壁厚优化设计。真空室设计外压：P=0.1MPa材料的弹性模量：Et=2.06×10⁵ MPa泊松比：μ =0.3优化目标：通过壁厚的优化设计，使得真空室在满足给定的刚度和强度要求下总重量最小，材料最省。

　　当我们给定圆筒状的折算管厚（只思考受外压损害）可以关联性面积为h1∈（7，12）前后左右封头的折算板材的厚度可以关联性面积为h2∈（9，15），许用内应力[σ] = 122 MPa。

图1 高压气室空间结构图　图2 高压气室流体力学平面几何3d模型 　　会根据抽涡流泵室的的框架和物理受力作用，主要包括轴对称性的框架确定定性分析，在场所壁上垂线产生标准化十足心理压力。抽涡流泵室力学性多少类别如图甲下图2 下图。用抽涡流泵室管厚h1,h2 是网站推广自变量，σ 为网站推广设置中的框架的等相互作用力程度，其是一家定义条件。于是应得抽涡流泵室管厚网站推广设置的高中数学类别为：

　　当中f(X)表明涡流泵室的总容量，X是焊接钢管管壁h1,h2的函数值。在定量概述中，.我最关心的是地载荷应变应变沿焊接钢管管壁的规划的规律及尺寸，故在学校核时凡是定量概述沿焊接钢管管壁相应横截面的[σ]如要。将往上几何体建模方法与高中数学建模方法代入ANSYS，如要赢得涡流泵室的改进规划焊接钢管管壁为，h1=8 mm，h2=10 mm，这时一部分涡流泵室的最明显的地载荷应变应变数值108 MPa＜[σ] = 122 MPa，最明显的地载荷应变应变值显示在在封头淡入圆跟部。图3 为ANSYS 计算出出的涡流泵室地载荷应变应变图。