Page 20 - 《真空与低温》2025年第4期
P. 20

李帅勇等:CRAFT     磁体平台   6 kW@4.5 K  氦制冷机大型卧式真空绝热冷箱设计与应力分析                       435


              2.35 mm,表明冷箱满足强度设计要求;在制造过程                        整体加厚壳体补强措施做好开孔补强工作,尤其是
              中要在设备安装孔处用补强圈、整锻件补强或者                             第二节筒体中间部位的几个设备预留孔。


                  Type: Total deformation                       Type: Total deformation
                  Unit: mm                                      Unit: mm
                  Time: 0 s                                     Time: 0 s
                  2024/11/1 17:51                               2024/11/1 17:52
                    0.091 243 Max                                0.802 760 Max
                    0.081 105                                    0.713 570
                    0.070 967                                    0.624 370
                    0.060 828                                    0.535 180
                    0.050 690                                    0.445 980
                    0.040 552                                    0.356 780
                    0.030 414                                    0.267 590
                    0.020 276                                    0.178 390
                    0.010 138                                    0.089 196
                    0 Min                                        0 Min
                           (a)X方向地震载荷下冷箱变形情况                            (b)Y方向地震载荷下冷箱变形情况
                  Type: Total deformation                       Type: Total deformation
                  Unit: mm                                      Combination name: Combination 1
                  Time: 0 s                                     Unit: mm
                  2024/11/1 17:52                               2024/11/1 17:52
                    0.174 650 Max                                1.877 90 Max
                    0.155 250                                    1.669 30
                    0.135 840                                    1.460 60
                    0.116 430                                    1.251 90
                    0.097 028                                    1.043 30
                    0.077 623                                    0.834 63
                    0.058 217                                    0.625 97
                    0.038 811                                    0.417 32
                    0.019 406                                    0.208 66
                    0 Min                                        0 Min
                           (c)Z方向地震载荷下冷箱变形情况                            (d)三向共同作用下冷箱变形情况

                                             图  13 正常工况,地震载荷下冷箱的变形情况
                               Fig. 13 Under normal operating conditions,deformation of cold box under seismic load

                  (2)进行了冷箱壳体的模态分析,结果表明冷                            ing of the JT-60SA helium refrigerator[J]. Journal of Physics:
              箱具有较好的稳定性;在模态分析的基础上,在水                               Conference Series,2017,897(1):012015.
              平径向、垂直径向、水平轴向以及三个方向共同作                            [5]   YAUNG-SOO K,PARK Y M,LEE Y J,et al. First commis-
              用的情况下使用响应谱分析法进行了分析,计算了                               sioning results of the KSTAR cryogenic system[J]. IEEE Tran-
              冷箱外壳在正常工况和地震载荷复合作用下的变                                sactions on Applied Superconductivity,2009,19(3):1577−
              形情况,水平径向的变形量几乎可以忽略,轴向变                               1581.
              形量最大;最大变形发生在地震载荷三个方向共同                            [6]   ZHANG  C  J, ZHANG  Q  Y, ZHU  Z  G, et  al.  Preliminary
              作用的情况下,变形量为             1.88 mm,结果表明冷箱               structural design and analysis of the horizontal cold box for
              壳体强度满足设计要求。                                          CFETR 25 kW@4.5 K helium refrigerator[J]. IOP Conference
                                                                   Series: Materials  Science  and  Engineering, 2022, 1240(1):
              参考文献:
                                                                   012109.
              [1]   张玙,王国平,胡忠军,等. 大科学工程建设低温工程技术                 [7]   张志辉. 卧式容器鞍座布置几个问题讨论          [J]. 石油和化工
                 发展现状及前沿科学技术问题            [J]. 低温工程,2016(3):       设备,2019,22(9):29−30.
                 17−22.                                         [8]   CHANDRUPATLA T R,BELEGUNDU A D,RAMESH T,
              [2]   SAM A A,DUTTA R,ABRAHAM D,et al. A review on design,  et al. Introduction to finite elements in engineering [M]. Pear-
                 operation and applications of cold-compressors in large-scale  son London,2012.
                 helium liquefier/refrigerator systems[J]. Cryogenics,2023,132:  [9]   YANG  S, DIXON  K, LAVERDURE  N, et  al.  Mechanical
                 103700.                                           design and analysis of LCLS II 2 K cold box[J]. IOP Confer-
              [3]   张传佳,张启勇,朱志刚,等. 大型超流氦制冷机         1.8 K  冷箱      ence Series:Materials Science and Engineering,2017,278(1):
                 结构设计与分析     [J]. 低温与超导,2020,48(10):6−11.          012091.
              [4]   KAMIYA K,NATSUME K,OHTSU K,et al. Commission-  [10]   王干缘,承磊,夏莉,等. 室温至液氢温区奥氏体不锈钢力
   15   16   17   18   19   20   21   22   23   24   25