水冷固态包层实验模块热-机械耦合分析及结构优化

陈义保, 于向滨, 梁美

doi:10.13951/j.cnki.37-1213/n.240302

烟台大学学报（自然科学与工程版） ›› 2025, Vol. 38 ›› Issue (3) : 357 -364. DOI: 10.13951/j.cnki.37-1213/n.240302

水冷固态包层实验模块热-机械耦合分析及结构优化

陈义保, 于向滨, 梁美

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摘要

水冷固态陶瓷增殖剂包层实验模块为中国聚变工程实验堆(CFETR)候选包层模块，为了考察其能否满足用于演示和验证包层相关技术的设计要求，采用CATIA三维建模软件对结构进行了各部件合理建模及简化，并利用ANSYS有限元分析方法对简化后的模型在40 MW聚变功率下进行了热-机械耦合分析。分析结果显示，包层各部分材料的最高温度均未超过温度极限，温度场前提下各部件结构的应力只有部分满足SDC设计标准，对未满足标准的结构进行合理优化，优化后仿真结果显示均满足设计要求。有限元计算结果为结构进一步优化提供参考及数据支撑。