日前,最后一批12 kA高溫超導(dǎo)(HTS current leads)電流引線在等離子體所超導(dǎo)低溫大廳裝車啟運(yùn),發(fā)往俄羅斯杜布納聯(lián)合核子研究所(JINR)。至此,等離子體所圓滿完成了向俄方交付6kA、12kA兩種規(guī)格,共計(jì)32根高溫超導(dǎo)電流引線的批量研制合同,標(biāo)志著等離子體所掌握的高溫超導(dǎo)電流引線核心技術(shù)成功走向了俄羅斯。
高溫超導(dǎo)電流引線是一個(gè)涉及超導(dǎo)、低溫、真空、測控、電源、機(jī)械工藝等多學(xué)科的復(fù)雜系統(tǒng)項(xiàng)目,需要滿足深低溫、高真空、高電壓絕緣、低熱負(fù)荷、低超導(dǎo)接頭電阻等各方面工作要求,設(shè)計(jì)計(jì)算挑戰(zhàn)大,制造工藝復(fù)雜,質(zhì)量等級要求高。等離子體所承擔(dān)的俄方高溫超導(dǎo)電流引線制造合同,共計(jì)32根,將全部用于俄羅斯大科學(xué)工程N(yùn)ICA重離子加速器裝置,這些高溫超導(dǎo)電流的應(yīng)用將大大減小NICA重離子加速器磁體系統(tǒng)的熱負(fù)荷和電能損耗,從而降低其運(yùn)行費(fèi)用。
自2012年項(xiàng)目啟動以來,經(jīng)過多輪低溫實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)優(yōu)化,等離子體所電流引線團(tuán)隊(duì)聯(lián)合合肥聚能公司、合肥科燁公司、合肥科聚公司,成功解決了精確溫控真空釬焊、超導(dǎo)材料多溫度梯度焊接、異種性能材料電子束焊接、復(fù)雜換熱器與薄壁套筒加工、精密裝配等關(guān)鍵技術(shù)問題,自主創(chuàng)新完成32根電流引線的研制工作,并成功通過5K下的12kA穩(wěn)態(tài),21kA短時(shí)大電流性能測試,完全滿足俄方合同要求。
據(jù)統(tǒng)計(jì),等離子體所針對EAST裝置、國際熱核聚變堆ITER計(jì)劃、國家強(qiáng)磁場中心45T混合磁體裝置、俄羅斯JINR對撞機(jī)、美國通用原子能ITER CS線圈測試用超導(dǎo)饋線等項(xiàng)目,已累計(jì)研制高溫超導(dǎo)電流引線140只,額定電流從0.6~7萬安培不等。總計(jì)輸運(yùn)電流總量達(dá)到4.2MA,超過歐洲大型強(qiáng)子對撞機(jī)中的1000多根高溫超導(dǎo)電流引線的3.4MA電流輸運(yùn)總量。
高溫超導(dǎo)電流引線批量走向俄羅斯,進(jìn)一步加強(qiáng)了中俄雙方在大科學(xué)裝置方面的合作,同時(shí)對推動高溫超導(dǎo)材料在工業(yè)級水平的應(yīng)用起到良好的示范作用。
12kA高溫超導(dǎo)電流引線
6kA高溫超導(dǎo)電流引線
(EAST提供)