ITER PF6线圈制造取得里程碑进展并顺利进入总装阶段

ITER PF6线圈制造取得里程碑进展并顺利进入总装阶段

_{文：王素夙}

近日，随着熔安车间的一架75吨行车将第10个双饼（DP1）缓缓吊出并脱离平台模具后，标志着ITER PF6线圈的双饼批量生产已经圆满完成，项目取得里程碑进展，目前已顺利进入线圈总装阶段。

  从2017年至今项目共完成包含1个认证双饼在内共10个双饼制造。线圈双饼的制造历经多个工艺步骤，面临的挑战艰巨。如大截面导体高精度（12米外径下轮廓度3mm）绕制，超低电阻（≤5nΩ）及损耗（≤130J/cycle）的盒式超导接头的在线制造及高精度装配，大尺寸绕组绝缘浸渍等难题。经过项目组全体成员不懈努力，克服重重困难，最终顺利完成所有关键技术难点的攻关，全面掌握超导磁体制造工艺技术并成功运用到线圈制造中并满足设计要求。欧盟F4E和ITER国际组对PF6项目所取得的进展多次在官方媒介上披露并给予高度评价。

  10月12日，瑞士等离子体中心Sultan实验室传来捷报，PF6项目最后一套全尺寸接头Sultan试件完成电性能测试。测试表明，该认证件在额定工况下直流电阻稳定，不随工作电流及其极性、背景场、超临界氦质量流率变化。在6T背场下，经历1000次交变电流载荷循环后，在55 kA工作电流及3T背景场下进行测试，测试结果优于ITER组织规定的＜5 nΩ，及＜130 J/Cycle的技术要求。

  PF6线圈内部共有36个单端接头，用以连接双饼内、间的超导导体（也包含连接馈线终端的2个）。由于线圈上超导接头的制造工艺复杂，且电性能难以直接测定。需要制造多组全尺寸接头样件并进行磁场条件下的低温电测试以间接验证接头性能及制造工艺的稳定性。从2016年8月至今，PF6项目组共计设计并制造了4套全尺寸接头样件（包含1个预验证件、1个认证件及2个生产验证件）。所有4个样件均顺利通过了瑞士等离子体中心Sultan实验室的测试，所有性能参数均满足ITER技术要求。充分证明了制造工艺的正确性及质量管控的有效性，也代表了我们已经完全掌握接头制造的核心技术和管控要点。

  PF6线圈共有9个双饼叠放组成，叠放后绕组具有超大截面面积（1.5*1.2m，468匝），由于堆叠的连续性和真空浸渍工作的不可逆性，同时要保证线圈绝缘的充分浇注固化及高精度轮廓尺寸等要求，需要在线圈最终绝缘制造前进行全尺寸截面样件的制造技术认证（简称WPS认证）。经过6个月的努力，2018年9月，项目组顺利完成了WPS样件制造及测试工作，顺利通过IO组织的生产前评审MRR，为线圈总装生产扫清了最后一个清障点。

  完成的WPS认证件外半径5米，内径3.5米，高1.2米，重近26吨，是目前国内完成截面最大的超导（Dummy）磁体绝缘浇注件。经各项性能检测，包括尺寸，绝缘质量，电学性能均满足ITER设计要求。目前，线圈双饼的堆叠工作正在按照计划进行，预计将在2018年11月中旬正式开始线圈的WP VPI准备工作。项目取得目前的进展，特别感谢合肥聚能电物理公司及合肥科烨电物理公司的大力支持和重要贡献。