7月14日,由中國科學(xué)院合肥物質(zhì)院等離子體所自主研發(fā)的一對CRAFT 100kA 高溫超導(dǎo)電流引線順利通過極端工況下的性能測試,其穩(wěn)態(tài)載流能力突破100kA,這一成果標(biāo)志著該技術(shù)在全球同類研究中處于領(lǐng)先地位。
高溫超導(dǎo)電流引線是聚變裝置超導(dǎo)磁體系統(tǒng)的“能量動脈”,涉及超導(dǎo)、低溫、真空、機(jī)械工藝、測控、電源等多個(gè)學(xué)科。承擔(dān)著將常溫電源與大電流超導(dǎo)磁體連接的關(guān)鍵任務(wù)。由于其跨越從常溫到超低溫(4.2K)溫區(qū)的特殊位置,電流引線的性能直接影響整個(gè)聚變裝置的運(yùn)行效率和穩(wěn)定性。作為“十三五”國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施CRAFT項(xiàng)目的重要組成部分,100kA高溫超導(dǎo)電流引線設(shè)計(jì)難度大、制造工藝復(fù)雜、質(zhì)量要求高、測試要求苛刻,需同時(shí)滿足高載流、低漏熱、長失冷安全時(shí)間這三個(gè)特性。
項(xiàng)目組依靠自主研發(fā),成功實(shí)現(xiàn)100kA高溫超導(dǎo)電流引線的“設(shè)計(jì)-材料-工藝-測試”全鏈條國產(chǎn)化。測試結(jié)果為:CRAFT 100kA高溫超導(dǎo)電流引線50K氦氣冷卻流量約為6.5g/s;5K端接頭電阻0.4nΩ;LOFA時(shí)間9分鐘;過熱安全時(shí)間27秒,各項(xiàng)性能指標(biāo)都大幅優(yōu)于設(shè)計(jì)要求。
近十年來,等離子體所全面掌握了超大電流容量高溫超導(dǎo)電流引線的設(shè)計(jì)、研發(fā)制造和測試的一整套核心技術(shù)。先后完成13對EAST 14kA高溫超導(dǎo)電流引線,ITER 10kA、52kA、68kA共66根高溫超導(dǎo)電流引線量產(chǎn)以及CRAFT 60kA及100kA高溫超導(dǎo)電流引線,同時(shí)完成國內(nèi)外技術(shù)和產(chǎn)品輸出,完成俄羅斯國家核子研究所多批12kA和6kA的高溫超導(dǎo)電流引線,強(qiáng)磁場16.5kA高溫超導(dǎo)電流引線,高能物理研究所10kA高溫超導(dǎo)電流引線等。
100kA高溫超導(dǎo)電流引線的成功研發(fā),為大型聚變裝置超導(dǎo)磁體系統(tǒng)的建設(shè)和運(yùn)行奠定了了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。
CRAFT 100kA高溫超導(dǎo)電流引線
CRAFT 100kA高溫超導(dǎo)電流引線穩(wěn)態(tài)測試曲線