周亚琦，冯汉升*，庄 明，张 硕

（1.中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所，合肥 230031；2.中国科学技术大学，合肥 230026）

0 引言

大型聚变堆主机关键系统综合研究设施是我国优先布局的“十三五”重大科技基础设施项目[1]。其科学目标是建造一个能全面验证聚变能和平利用可行性的大型超导托卡马克装置，研究并发展在该装置上进行高效、紧凑和稳态运行所需要的多种技术，为我国进一步独立自主地开发和平利用聚变能源奠定坚实的基础[2]。

低温泵是一种利用低温表面将气体冷凝而达到抽气目的的泵[3]。因其具有大抽速、极限压力低及结构紧凑等特点，在ITER（International Thermo⁃nuclear Experimental Reactor）等大型聚变装置中有广泛的应用。目前，我国正在建设的大型聚变装置拟采用低温泵作为真空室的抽气泵。

壳体作为低温泵的重要部件之一[4]，其主要作用有：（1）为氢及其同位素粒子、氦灰与杂质粒子等聚变反应产物的吸附和再生提供洁净的高真空环境；（2）为主阀、吸附系统和冷屏等部件提供可靠的支撑；（3）为装置提供中子辐射屏蔽。壳体能够安全、可靠地工作是低温泵稳定运行的基础。由上可知，壳体的工作环境特殊，还须承受不同工况下的多种载荷，因此，对壳体在不同工况下的安全性及可靠性评估是低温泵工程设计中的重要环节。

本文基于三维建模软件与有限元分析软件，对低温泵壳体进行结构设计和不同载荷下的力学计算。根据分析计算结果，进一步研究复合工况对壳体结构性能的影响。……