基于一维和三维耦合模型的ITER偏滤器烘烤过程热应力分析

偏滤器是托卡马克装置堆内的重要部件，有去除杂质、避免第一壁烧蚀的作用。在装置运行前，要对偏滤器进行烘烤以去除水分及杂质，但在烘烤过程中偏滤器靶板会产生较大的热应力。为了探究偏滤器在不同烘烤速率下的热应力变化，找到能够改善热应力的最大烘烤速率，本文发展了一维流动换热和三维导热耦合计算的模拟方法，对ITER偏滤器换热模块内的流动和温度分布进行分析，并进一步考察了不同烘烤速率下的热应力分布。计算结果显示，烘烤速率对ITER偏滤器的热应力有较大影响，减慢烘烤速率可以明显降低热应力，当烘烤速率小于0.1K/s时烘烤速率对热应力的影响很小。另外，纯铜中间层在烘烤过程中会发生塑性屈服现象，这会减小结构的热应力