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合肥研究院为美国GA研制大型超导馈线系统并通过测试

发布时间:2020-05-08 11:36    浏览次数 :

日前,中科院等离子体所研制用于ITER中心螺管线圈测试的大型超导馈线系统成功通过运行测试。这标志着中国团队完全自主研发的超导系统的各项关键指标满足“人造太阳”ITER设备要求。 “国际热核聚变实验堆(ITER)计划”是目前全球规模最大、影响最深远的国际科研合作项目之一,由中国、美国、俄罗斯、欧盟等七方共同启动,是当今世界科技界为解决人类未来能源问题而开展的重大国际合作计划。该计划就好比创造出了一个“太阳”,给人类带来源源不断的清洁新能源,因此也俗称“人造太阳”。 该超导系统是为“人造太阳”中的线圈测试提供需要的大电流、深低温冷质和测控信号,承担线圈能量的释放与对低温系统保护控制,并完成对线圈运行的全过程测试和控制,被美方专家称为中心螺管线圈测控的“大脑中枢”。它涉及超导、低温、真空、机械工艺、测控、电源等多学科交叉,在设计计算、制造装配工艺、测控数据、质量安全等方面要求极高。 据中科院合肥物质科学研究院等离子体所专家介绍,该所研究团队了承担该项目的初始概念设计、设计定型、制造集成、出厂测试、系统运输以及在线组装测试支持等全部工程任务,在设计、研制、测试各领域都具有完全的知识产权。超导接头首次采用全新铟片物理结合技术并获得成功,这在国内的大型超导体制造技术中也尚属首次,并可推广应用到其它超导磁体中去。该系统长失超时间超过10分钟也创造了大电流非稳态运行新的安全记录。 中国是国际热核聚变实验堆的参与国之一。该系统的成功研制与测试,标志着中国团队全面掌握了超大电流容量超导馈线系统的设计、研发制造和测试的一整套核心技术。

近日,中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所为美国通用原子公司研制的用于ITER中心螺管线圈测试的大型超导馈线系统成功通过全电流55kA稳态以及各个变量控制的运行测试。这标志着等离子体所历时两年,完全自主研发的这套超导系统的各项关键指标均满足美方要求,多项指标处于国际领先地位。来自美国GA的Piec.Zbigniew、Schaubel.Kurt、Lloyd.Samuel三位专家现场参加并见证了此次测试全程。

该超导系统是为CS线圈测试提供需要的大电流、深低温冷质和测控信号,承担线圈能量的释放与对低温系统保护控制,并完成对线圈运行的全过程测试和控制,被美方专家称为中心螺管线圈测控的大脑中枢。它是一个涉及超导、低温、真空、机械工艺、测控、电源等多学科交叉的复杂项目。需要满足深低温、高真空(1E-5Pa)、高电压绝缘、低热负荷、低超导接头电阻(2纳欧)等各方面工作要求,设计计算挑战大、制造装配工艺复杂、测控数据量大、质量安全等级要求高。

等离子体所研发团队承担该项目的初始概念设计、设计定型、制造集成、出厂测试、系统运输以及在线组装测试支持等一系列全部工程任务,在设计、研制、测试各领域都具有完全的知识产权。在所领导关心支持下,装置总体研究室与科烨公司、聚能公司、美科公司、电源、低温等部门团结协作,在历时20个月的超导系统生产过程中克服了多项困难,取得了一系列技术成果。各个变量按预期完成各项调试和精准测控。4对超导接头电阻全部低于0.6纳欧,为其低温系统节省近18 W的低温热负荷,其中2对超导接头首次采用全新铟片物理结合技术并获得成功,这在国内的大型超导体制造技术中也尚属首次,并可推广应用到其它超导磁体中去。该系统长失超时间超过10分钟也创造了大电流非稳态运行新的安全记录。