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摘要
大型聚变装置是一种利用磁约束来实现受控核聚变的超导托卡马克实验装置。低温泵是大型聚变装置的关键部件之一，主要用于吸附等离子体燃烧产生的氢及其同位素、氦灰等杂质气体，为等离子体燃烧提供洁净的真空环境，以及用于聚变燃料的再生。通过对大型聚变装置低温泵的结构及运行环境进行分析，提出一套低温泵测试平台设计方案用于泵的结构性能测试。测试平台主要包括缩小尺寸的试验低温泵、用于模拟偏滤器管道环境的测试容器、提供所需冷剂的低温供应系统。通过计算试验低温泵的抽速及热负荷，得出测试平台的4 K超临界氦系统的制冷量应不小于100 W,超临界氦的质量流量应不小于64 g/s; 80 K液氮系统的制冷量应不小于500 W,液氮的质量流量应不小于2 g/s。低温冷凝板的表面温度直接影响到泵的抽气性能，通过有限元方法对温度条件要求十分苛刻的低温冷凝板的温度场进行分析，得出低温冷凝板表面的温度分布均匀，平均温度约为4.358 K;低温冷凝板出口处的冷却介质的平均温度约为4.357 K。根据分析结果，测试平台的低温供应系统满足设计要求，能够为试验泵的正常运行提供保障。
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