國際熱核聚變實驗堆重力支撐制造概述

康道安，李鵬遠，唐海平，侯炳林，孫振超

(1.核工業西南物理研究院，四川 成都 610041；2.貴州航天新力鑄鍛有限責任公司，貴州 遵義 563000)

國際熱核聚變實驗堆(ITER)是中國、歐盟、俄羅斯、美國、日本、韓國和印度等七方參與的大型國際大科學合作項目[1]，35個國家將在法國南部合作建造世界上最大的托卡馬克(tokomak)裝置，旨在證明聚變作為一種大規模的清潔能源的可行性。ITER是第一個大規模集成技術、材料和物理機制的聚變裝置，也將是第一個能夠長時間維持聚變反應的聚變裝置。通過建造和運行ITER實驗裝置，將核聚變技術發展到可以設計示范聚變反應堆的程度[2]。

作為ITER重要的參與方，中國承擔了多項ITER采購包任務，磁體支撐采購包是其中之一，并由核工業西南物理研究院承擔。磁體支撐采購包主要包括了重力支撐(GS)，極向場線圈支撐(FPCS)和矯正場線圈支撐(CCS)三大部分。其中重力支撐(GS)總共18套[3]，其下端與恒溫器支撐環相連，上端與環向磁場線圈(TFC)的底部相連，不僅承受所有磁體系統的凈重，還將承受各種復雜的工況，如巨大脈沖電磁力，地震載荷，以及從室溫到液氮溫度(-196 ℃)甚至接近液氦溫度(-269 ℃)的交變熱應力載荷等[4]。本文結合GS支撐實際制造過程，從組裝、焊接、清潔以及氦檢漏等關鍵制造步驟和技術入手，全面分析了GS支撐的結構特點和制造技術難點，并提出解決方案。

1 GS支撐結構介紹

GS支撐外形尺寸約為3 224 mm×2 100 mm×1 556 mm(見圖1)，總重約23 t，其主體部分為GS子裝配體，是用上下預緊螺栓將21塊梯形韌性板和40塊上下隔板預緊的支撐結構，同時在每張梯形韌性板上焊有冷卻管路?！?br>