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强流重离子加速器装置HIAF(High Intensity Heavy-Ion Accelerator Facility)是中科院近代物理研究所“十二五”重大工程项目，用于探索原子核存在极限和奇特结构、宇宙中铁以上重元素的来源、高能量密度物质性质等重大前沿科学问题，解决我国空间探索和核能开发领域中与粒子辐射相关的关键技术难题。 HIAF装置由强流超导离子源、超导离子直线加速器、增强器、压缩环、电子直线加速器、放射性束流线、环形谱仪、低能核结构谱仪及各种实验终端构成。各个环形加速器上的二极磁铁由于其磁场高、气隙大等技术要求需要采用超导结构。对于普通超导线绕制的二极磁铁，线圈匝数多，电流小;如果采用浸泡冷却方式，功耗相对较大;另外磁体电感大，超导线圈很难响应快循环特性。而采用液氦内冷超导电缆(Liquid Helium Inner Cooling Superconducting Cable)，不仅可以减小超导线圈自身的涡流损耗，同时线圈电流大，降低磁体电感，保证磁体能够在快循环条件下工作。超导线圈采用超临界氦或两相氦迫流方式冷却，冷却效果好，工作稳定，磁体在外界干扰下不容易失超。另外，由于项目要求磁铁气隙大、好场区宽，采用超导温铁结构是最佳的选择。 为保证超导二极磁铁的长期可靠运行，必须对磁铁，尤其是超导线圈及其低温恒温器的结构进行合理的设计和优化。本论文从超导基本理论出发，基于液氦内冷超导电缆的设计概念，详细介绍了HIAF超导二极磁铁样机线圈的结构设计过程。论文以磁场分析和优化结果为基础，确定了线圈结构的基本参数;对超导电缆、线圈、线圈盒、冷屏、杜瓦等部件进行了结构设计;对线圈、线圈盒整体在电磁力作用下的应力、应变进行了仿真计算，并以仿真结果为依据对支撑结构进行了优化设计。文章最后对超导电缆、线圈、线圈盒等部件的加工情况进行了简要介绍。 通过对超导线圈的结构设计及工艺摸索，掌握了液氦内冷超导二极磁铁线圈设计和加工的关键技术及工艺路线，为后续批量超导二极磁铁的设计和加工提供了重要依据和大量经验。