6月20日-7月4日,由等離子體所裝置總體研究室承擔的ITER Feeder大型超導饋線系統(tǒng)采購包再傳捷報:PF 52kA高溫超導電流引線原型件成功通過全電流52kA穩(wěn)態(tài)和57kA過流運行。
測試結(jié)果表明:高溫超導電流引線的50K氦氣冷卻流量需求約為0.068g/s/kA,優(yōu)于ITER設計要求的0.071g/s/kA;5K端接頭電阻0.5+/-0.1納歐,優(yōu)于設計要求的2納歐;65K高溫超導接頭電阻5納歐,優(yōu)于設計要求的10納歐;LOFA安全時間和過熱時間分別為12分鐘和30秒,優(yōu)于設計要求的400秒和18秒。
PF 52kA高溫超導電流引線原型件成功通過測試與性能驗證,標志著等離子體所全面掌握這種超大電流高溫超導電流引線的設計研發(fā)、制造和測試的一整套核心技術(shù),同時也為大電流高溫超導電流引線系列件的生產(chǎn)定型鋪平了道路。來自法國ITER組織的Pierre Bauer參加了此次現(xiàn)場測試工作,同時也見證了等離子體所52kA穩(wěn)態(tài)、57kA過流和脈沖電流等全部運行參數(shù)的測試工作,稱贊電流引線的所有性能參數(shù)“Everything is perfect”。
高溫超導電流引線是ITER大型超導磁體饋線系統(tǒng)采購包中的核心部件之一。涉及超導、低溫、真空、機械工藝、測控、電源等多學科的復雜系統(tǒng)項目。ITER PF 52kA高溫超導電流引線由裝置總體研究室負責設計、聚能公司負責加工制造。其設計涉及多學科知識,需要滿足深低溫、高真空、高電壓絕緣、低熱負荷、低超導接頭電阻等各方面工作要求,設計計算挑戰(zhàn)大,制造工藝復雜,質(zhì)量等級要求高(ITER質(zhì)量等級1級部件)。該研發(fā)團隊成功解決了精確溫控真空釬焊、超導材料多溫度梯度焊接、異種性能材料電子束焊接、復雜換熱器與長行程薄壁套筒加工、精密裝配等關鍵技術(shù)問題。在ITER國際組織和其委托的第三方BV公司的全程現(xiàn)場質(zhì)量見證下,裝置總體研究室與聚能公司相關技術(shù)、質(zhì)量控制人員嚴格控制每個環(huán)節(jié)過程質(zhì)量,歷時近一年完成部件的制造和裝配工作,于6月上旬運達低溫超導測試大廳進行低溫電性能測試準備工作。
等離子體所裝置總體研究室科研技術(shù)人員與其他相關部門工程技術(shù)人員通力合作,克服重重困難,完成CODAC互鎖系統(tǒng)與傳統(tǒng)CODAC、快速控制、失超保護系統(tǒng)等多系統(tǒng)集成與調(diào)試。并采用ITER PF超導饋線的CTB SBB原型件殼體作為PF電流引線原型件的真空和低溫容器,提供了類似于ITER的真實運行環(huán)境,使實驗期間的真空容器達到1E-5Pa水平,冷屏溫度低于90K。耗時近三周,執(zhí)行PF高溫超導電流引線原型件共計9大測試項目,22個測試子項目的測試工作,使本輪低溫性能實驗取得成功。獲得的第一手實驗數(shù)據(jù)將為高溫超導電流引線系列件運行提供重要參考。
本次測試在thermal cycles測試項目中,經(jīng)過重復的升溫、降溫和全電流52KA的穩(wěn)態(tài),進一步驗證了PF原型件的質(zhì)量安全等級。同時在測試過程中900W@4.5K氦低溫系統(tǒng)長時間穩(wěn)定運行,也為PF原型件穩(wěn)定通電做出重要貢獻。
PF高溫超導電流引線
完成在CTB盒體中的裝配
電流引線測試現(xiàn)場
ITER電流引線控制系統(tǒng)界面
(EAST提供)