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ITER计划是未来热核聚变从实验走向应用的里程碑，给人类提供一个深入研究核聚变反应的重要平台。
水平诊断窗口插件是安装于ITER装置主机赤道平面窗口处的重要装置，用于容纳可测量等离子体相关参数的诊断设备和仪器。本课题的意义就在于从插件系统的安全和可靠性方面考虑，对插入件开展结构设计与工程分析研究。通过结构设计建立插入件的基本框架，确定满足诊断仪器安装要求的基本结构，同时考虑作为核装置对中子屏蔽的特殊要求。工程分析能对结构设计的合理性做出验证，保证结构在等离子体运行的各种工况环境下都能满足系统对结构的要求。本论文以第12号水平诊断窗口插入件为研究对象，为该插入件的加工制造提供有益指导，为今后建设聚变反应堆积累技术经验。
经过对ITER相关文献的调研和消化，依据ITER工程的设计目标、要求和原则，特别是对水平窗口插入件的具体要求，完成了ITER水平诊断窗口插件系统的结构设计和工艺规程。
通过多种方案的比较、分析，设计出既易于装拆又具有高真空性的密封结构。从加工可行性与结构可靠性角度出发设计出冷却通路，寻求最优方案。根据管路热膨胀补偿原理，设计出能满足装置从常温到烘烤温度的不同工况要求的终端冷却管道。为增强插件系统的可靠性，将主体结构由悬臂梁改进为滚动辅助支撑。依据多目标优化设计思路，进行了主体结构关键尺寸的优化设计。从可靠性角度出发，在框架中增设加强筋并开展了模态优化设计。
依照ITER对部件抗地震性能的要求，确定出ITER水平诊断窗口插件系统的地震响应结果。依据ITER运行过程中的真空要求，设计适宜的方案来对水平诊断窗口插件结构进行真空烘烤处理并开展相应的传热学分析。
探讨了ITER运行中的三种电磁学现象，对于严重等离子体破裂(MD)事件，深入分析了其电磁学瞬态特征。建立了基于有限元理论的电磁模型并开展了电磁动态响应分析。