EAST装置纵场超导磁体原型线圈的设计与制造

成果名称：EAST装置纵场超导磁体原型线圈的设计与制造

起止日期：1997- 2003

完成人： 翁佩德 潘引年 高大明 武松涛 陈文革 卫靖 陈灼民 毕延芳 郁杰 文军 吴杰峰 朱文华 张平 陈思跃 潘皖江 陶玉明 武玉

成果简介： EAST装置纵场超导磁体（TF）是大型非圆截面的D型超导磁体，整个磁体系统由十六个磁体组合成环，用来提供稳定的环形磁场以约束等离子体。每个纵场磁体外形为：高4米，宽2.6米，呈楔形，重量约10吨。该磁体的绕组采用铠装超导导体(CICC)连续绕制而成，超导体为铌钛，经过并式缠绕后，进行真空环氧浇注于由316LN板材焊接而成的线圈盒中。其技术参数为：每个绕组为132匝，电感为78毫亨, 磁场与电流系数为2.27高斯/安培，在通以14.3千安工作电流情况下储能为8.0兆焦。 整个纵场超导磁体系统在工作状态下，其运行电流为14.3千安，工作温度为4.5K，将产生3.5特斯拉的中心磁场，其中最高场强达到5.8特斯拉。磁体制造过程中掌握和开发了多项新技术，如：连续精确绕制技术，埋管式大面积低温钎焊技术，复杂的全焊接结构，大型绕组的真空环氧浇注技术等。通电电流指标：①在磁场温度为6.3K情况下，通电电流达到16.3千安并维持稳定180秒； ②在磁体温度为6.55K情况下，最大通电电流达到17.62千安；③在磁体温度为6.9K情况下，通电电流达到15.6千安时磁体发生失超。电流最大上升或下降速率为每秒30安培，重复性好，磁体的工作性能稳定。