李勇军，张　敏，薛　松*，贾丹丹，金利民

(1.中国科学院 上海应用物理研究所， 上海 201204；2.中国科学院大学， 北京 100049)



上海光源前端高热负载挡光器的结构设计与优化

李勇军1，2，张敏1，薛松1*，贾丹丹1，金利民1

(1.中国科学院 上海应用物理研究所， 上海 201204；2.中国科学院大学， 北京 100049)

为了有效处理上海光源前端挡光器接收的高热负载，研究了挡光器的结构设计及其优化方法。选用高导热性、高强度的GlidCop AL-15制造挡光器吸收体，采用直接水冷和掠入射结构提高其热缓释能力。以对流换热系数和压力降为评价指标，选用佩图克方程和达尔西-韦斯巴赫方程优化冷却水路，通过热分析得到了不同参数下挡光器的温度和热应力分析结果，从而确定了挡光器的结构设计优化参数。优化后挡光器的水路直径为6 mm，水路到光照面的距离为9 mm，光照面接线处圆角≥2 mm，且水路与光束方向基本平行。与初始结构相比，优化后挡光器的最高整体温度和最高冷却壁温度分别下降约8%和1/4，最大等效应力降低了1/2左右，完全满足上海光源前端部件的设计要求。目前，应用优化参数设计的挡光器已应用于上海光源实际工程中。

上海光源；高热负载；挡光器；前端；结构设计；热分析

1　引　言

上海光源(Shanghai Synchrotron Radiation Facility，SSRF)作为先进的第三代同步辐射装置，是目前我国最大的国家科学工程项目，其电子储存环能量为3.5 GeV，设计流强为300 mA。波荡器和扭摆器(统称插入件)安装在电子储存环的直线节上，可为光束线站提供高性能的同步光，是上海光源的主要发光器件，也是第三代同步辐射装置的标志性设备[1-4]。……