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中国将建造聚变工程实验堆(Chinese Fusion Engineering Testing Reactor,CFETR),以开展稳态、高效、安全聚变堆科学研究,为建造原型聚变电站奠定基础。中心螺线管(Central Solenoid,CS)线圈是CFETR超导磁体系统中核心部件之一。为发展大型CS超导线圈的关键技术,我们开展了 CFETRCS模型线圈关键技术研究,旨在完成模型线圈的制造和性能评估。绕组高精度绕制成形是制造模型线圈的关键技术之一。本文的主要内容如下。完成了模型线圈的绕组设计和公差分析。创新地提出了双正向圆弧匝间过渡弯段设计,极大地减少了弧形弯段的成形半径数量;完成了跨饼S弯段和端子过渡弯段的初步设计。基于公差分析理论,完成了绕组几何量的公差分析,提出了绕组绕制公差要求。完成了跨饼S弯段的成形技术研究和短样试验验证。根据绕组整体公差要求,结合落模工艺特点,制定了跨饼S弯段几何量公差要求。创新地发展了推弯+拉弯+矫形组合工艺方法,开展了跨饼S弯段拉弯成形仿真,以优化弯段长度和夹模前端弧面半径。完成了拉弯成形设备设计和分析。开展了跨饼S弯段的短样成形试验。仿真研究和短样试验共同验证了跨饼S弯段成形技术的可行性。完成了弧形弯段成形仿真研究和短样试验验证。基于静态隐式算法,开展了弧形弯段推弯成形有限元仿真研究,深入分析了其在连续推弯成形全过程中的变形、应力和应变,确定了关键塑性成形区长度;获得了辊轮反力作为成形机设计的荷载输入。开展了弧形弯段推弯成形短样试验。仿真研究和短样试验共同验证了多辊轮组连续推弯成形工艺方法的可行性。初步设计了绕组绕制生产线,完成了关键绕制设备设计分析和试验验证。开展了成形机、绕制模具和回转平台的结构设计和力学分析;进行了单机试验,验证了关键绕制设备的可靠性和稳定性。搭建了绕组绕制生产线,采用10X4绕组绕制试验对其进行了试运行验证;完成了 Nb3Sn内线圈的连续绕制成形。完成了满足大截面尺寸导体、小弯曲半径和多饼特征的模型线圈绕制生产线搭建。开展了 Nb3Sn内线圈10X4绕组绕制试验,完成了绕制生产线的试运行,同时验证了主体绕组连续绕制成形技术的可行性和绕制设备的可靠性和稳定性。完成了 Nb3Sn内线圈的连续绕制成形,过程控制参量和绕组尺寸形位偏差均基本符合设计要求。