第一章 超导磁体设计 1
第一节 托卡马克装置超导磁体基本原理 1
第二节 托卡马克装置超导磁体研究关键技术 4
第三节 CFETR纵场超导磁体 5
一、纵场超导磁体基本结构及导体设计 6
二、纵场超导磁体支撑系统及冷却系统设计 8
三、纵场磁体电磁和结构分析计算 17
第四节 CFETR中心螺管超导磁体 22
一、中心螺管超导磁体基本结构及导体设计 22
二、中心螺管超导磁体支撑系统及冷却系统设计 26
三、中心螺管磁体电磁和结构分析计算 29
第五节 CFETR平衡场超导磁体 34
一、平衡场超导磁体基本结构及导体设计 35
二、平衡场超导磁体支撑系统及冷却系统设计 38
三、平衡场磁体电磁和结构分析计算 41
第六节 CFETR超导磁体导体稳定性校核 51
一、超导体材料性能以及材料参数 51
二、稳定性计算工况 55
三、CFETR导体定标率及稳定性分析 57
参考文献 65
第二章 磁约束聚变堆杜瓦系统 66
第一节 杜瓦系统工作原理及功能 66
第二节 杜瓦系统研究发展现状 68
第三节 杜瓦系统中的关键技术问题 71
第四节 CFETR杜瓦系统 72
一、系统描述 72
二、设计要求 75
三、杜瓦系统设计 83
第五节 关键技术难点 97
参考文献 97
第三章 冷屏 99
第一节 托卡马克冷屏系统概述 99
第二节 国内外主要托卡马克冷屏的研究现状 99
第三节 CFETR冷屏系统关键技术 103
第四节 CFETR冷屏系统描述 105
一、总体描述 105
二、功能描述 105
三、系统基本结构 105
四、系统级别定义 106
五、系统接口 106
第五节 CFETR冷屏系统设计要求 107
一、一般设计要求 107
二、功能设计要求 108
三、结构设计要求 108
四、机械设计要求（包括载荷条件） 109
五、制冷能力及真空要求 109
六、接地和绝缘要求 109
七、电器、仪器及控制设计要求 109
八、加工制造及装配要求 110
九、材料要求 110
十、安全要求 111
十一、测试、验收及退役后处理要求 111
第六节 CFETR冷屏系统设计 112
一、杜瓦冷屏 112
二、支撑冷屏 114
三、真空室冷屏 114
四、冷屏冷却系统 115
五、冷屏仪器设备 116
六、一般及其他组件 117
七、热分析 118
第七节 运行及维护 122
一、运行状态 122
二、维护要求 123
参考文献 123
第四章 真空室 124
第一节 托卡马克真空室系统概述 124
第二节 托卡马克真空室系统研究和发展现状 125
第三节 托卡马克真空室系统关键技术 127
一、成型 127
二、焊接 128
三、时效处理 129
第四节 CFETR真空室系统描述 129
一整体结构特点 129
二、系统边界和物理接口 130
第五节 CFETR真空室系统设计要求 131
一、整体要求 131
二、材料要求 132
三、冷却和加热要求 132
四、安全、质量和地震等级要求 133
五、装配和运行前测试要求 134
六、压力、漏率要求 135
七、运行期间的检测以及故障维护 137
八、拆装过程以及退役处理 137
第六节 CFETR真空室结构设计 138
一、真空室壳体结构设计 139
二、窗口结构设计 141
三、冷却系统设计 144
四、装配设计 147
五、IWS结构 149
六、与内部线圈系统的接口设计 151
七、CFETR真空室结构分析 151
第七节 制造和测试 156
一、质量管理和标准要求 156
二、关键制造要求 156
三、预研（R＆D） 162
参考文献 165
第五章 包层系统设计 166
第一节 聚变堆包层基本原理 166
第二节 聚变堆包层发展及研究现状 167
第三节 聚变堆包层设计要求及关键技术 170
一、CFETR聚变堆包层总体要求 170
二、真空要求 171
三、结构要求 171
四、电磁要求 171
五、热工水力要求 171
第四节 CFETR包层设计介绍 172
一、CFETR包层模块总体布局描述 172
二、CFETR包层系统关键部件设计 175
三、CFETR包层辅助系统设计 185
第五节 CFETR包层分析计算 188
一、聚变中子学 188
二、CFETR中子学分析计算 198
三、CFETR包层系统热工水利分析计算 205
参考文献 213
第六章 偏滤器 215
第一节 偏滤器基本原理 215
一、偏滤器起源 215
二、偏滤器工作原理 216
第二节 国内外研究现状 218
一、偏滤器位形 218
二、偏滤器冷却技术 221
三、偏滤器抽气技术 224
第三节 偏滤器关键技术 225
第四节 CFETR偏滤器概述 226
一、结构概述 226
二、设计要求 227
第五节 CFETR偏滤器设计 231
一、物理设计 231
二、集成设计 234
三、第一壁设计 239
四、RH匹配性设计及装配 241
五、冷却系统设计 245
六、抽气系统设计 247
第六节 CFETR偏滤器热结构分析 247
一、偏滤器表面热负荷 247
二、热一流体分析 248
三、结构分析 250
参考文献 251
第七章 遥操作维护系统 253
第一节 引言 253
一、遥操作维护系统的任务 253
二、遥操作维护系统的国内外发展现状 253
三、遥操作维护系统的结构介绍 258
四、遥操作维护系统的关键技术 259
五、遥操作维护系统的未来发展方向 260
第二节 CFETR遥操作维护系统的描述 262
一、维护系统概述 262
二、系统分类及各系统功能 264
三、系统设计要求 267
第三节 真空室多功能机械手系统 270
一、系统概述 270
二、真空室多功能机械手系统设计 270
三、末端执行器——Gripper设计 272
四、IMRS的分析及研究 278
第四节 包层遥操作维护系统 284
一、概念设计方案一 284
二、概念设计方案二 290
第五节 偏滤器遥操作维护系统 299
一、系统概述 299
二、偏滤器RH系统结构设计 300
三、设计分析 315
第六节 热室遥操作维护系统 318
一、系统概述 318
二、热室整体设计方案 319
三、偏滤器在热室中的维护设计 323
四、包层在热室中的维护设计 326
五、其他内部部件的维护 328
第七节 RH控制系统 329
一、RH总体控制系统 329
二、子控制系统的结构设计 333
参考文献 347
第八章 主机RAMI设计 349
第一节 引言 349
一、RAMI概念 349
二、RAMI发展简史 351
第二节 装置主机RAMI设计描述 352
一、CFETR及其各系统RAMI目标 352
二、CFETR侧重于时间的运行方案 352
三、CFETR装置内在固有可用性和可靠性 353
四、CFETR装置运行可用性和可靠性目标 353
第三节 主机RAMI设计要求 354
一、CFETR及其各系统功能分析 355
二、CFETR及其各系统可靠性框图 356
三、CFETR及其各系统FMECA 356
四、CFETR及其各系统降低风险应对措施 358
五、CFETR及其各系统RAMI分析总结、备件和标准化建议 359
第四节 主机各重要子系统的RAMI设计分析 360
一、CFETR真空室系统RAMI分析 360
二、CFETRPF系统RAMI分析 371
三、CFETR TF系统RAMI分析 376
四、CFETR冷屏系统RAMI分析 382
五、CFETR偏滤器RAMI分析 383
六、CFETR包层系统RAMI分析 384
七、CFETR RH系统RAMI分析 385
八、CFETR杜瓦系统RAMI分析 387
第五节 总结 392
参考文献 393
第九章 主机装配及测量 394
第一节 引言 394
一、大型装置装配及测量 394
二、托卡马克装置装配说明 395
第二节 主机装配及测量说明 395
第三节 主机子部件装配说明 400
一、杜瓦和冷屏系统 400
二、磁体与真空系统 401
三、真空室内部部件 404
第四节 主机装配测量分析 404
一、主机装配测量 404
二、测量精度 406
三、激光测量分析 406
第五节 虚拟装配 408
一、虚拟装配基本介绍 408
二、虚拟装配中的几何精度 410
三、虚拟装配实验室 411
第六节 其他 412
一、主机装配周期 412
二、装配注意事项 413
参考文献 414
第十章 协同项目管理及协同设计 415
第一节 协同项目管理 415
一、项目管理体系 415
二、项目创建 416
三、项目团队管理 416
四、文档管理 421
五、工作流及生命周期管理 422
第二节 协同设计 428
一、目的、范围及原则 428
二、组织与任务 429
三、CFETR CAD系统 432
四、协同设计组建 432
五、协同设计平台搭建 437
部分缩写和缩略语 446