摘要：
中国散裂中子源(China Spallation Neutron Source, CSNS)漂移管直线加速器(Drift Tube Linac, DTL)由4台9米长腔筒、161台漂移管及其他高频部件构成,负责把负H离子由3 MeV加速到80 MeV。漂移管外壳采用全无氧铜电子束焊接而成,壳内有独立的不锈钢水套,外壳和水套采用间隙装配,其间有约0.2 mm间隙填充环氧介质。外壳的高频热功率约200 W,为了降低外壳温度及减小失谐量,冷却十分重要,外壳靠水套冷却,冷却效果不仅与0.2 mm间隙介质的导热系数有关,还与水套的冷却换热系数有关。利用3D软件Workbench仿真分析间隙介质导热系数和水套冷却换热系数对漂移管外壳温度的影响,间隙介质的导热系数大于0.1 W∙m−1∙°C−1时,冷却效果较好且外壳温度随介质导热系数变化不大,介质导热系数小于0.1 W∙m−1∙°C−1时,随着导热系数的减小,外壳的温度会急剧升高,因此选择导热系数在0.2 W∙m−1∙°C−1以上的环氧树脂填充间隙,另外,为了达到较好的冷却效果,水套中的冷却水应该处于湍流状态,流量应大于1.8 L/min,冷却换热系数大于5500 W∙m−2∙°C−1,漂移管实际运行中水套流量选择4 L/min,冷却换热系数约为10,000 W∙m−2∙°C−1,外壳温度较低,失谐量较小,运行具有较高的可靠性和稳定性。
