首批百安级ADS磁体高温超导电流引线成功研制

发布日期:2015-11-16 浏览次数:457

首批百安级ADS磁体高温超导电流引线成功研制


文:刘承连,图:张柯

  近日,由我室设计研发的中科院兰州近代物理研究所的百安级磁体高温超导电流引线,在兰州近物所的相关领导、专家的见证下,电流引线各项指标均满足近物所的要求,即将交付给兰州近物所进行系统总装调试。
  该批电流引线将应用到兰州近代物理研究所的加速器超导磁体装置,也是我所首次成功研制的液氮传导冷却型高温超导(HTS)电流引线。与常规铜电流引线相比,这些HTS引线具有很多优点,例如:低漏热,1组(4根80A,2根200A)电流引线安装后高温超导段冷端漏热小于0.4W;过流能力高,在保持对磁体端较低热负荷的同时,电流引线长时间运行电流可达100A/250A;布局紧凑且使用方便,用户只需对每组6根电流引线的液氮槽连接液氮进出口和氮气出口,不需考虑引线之间及管路的绝缘;中间过渡段铜板传导冷却,其HTS热端采用液氮传导冷却,铜板与液氮槽温差在0.5K以下;结构模块化等特点。
  我所一室于2014年底启动初步设计工作,期间,经过多轮的低温试验和优化设计后,最终确定了设计方案。由一室联合科聚低温公司、科烨公司、美科公司等,于2015年10月底完成了13组(26对80A和13对200A)电流引线研制工作,并成功通过低温通电测试。测试结果表明:中间过渡段温度~78K,高温超导热端温度77K;80A、200A电流引线液氦下稳态测试电流分别为100A和250A,完全满足设计要求。
  高温超导电流引线是一个涉及超导、低温、真空、测控、电源、机械工艺等多学科的复杂系统项目。近年来,我所已先后完成13对EAST 14 kA高温超导电流引线,ITER 10kA、52kA、68kA高温超导电流引线,俄罗斯联合核研究所32只12kA和6kA的高温超导电流引线,美国GA 55kA高温超导电流引线,强磁场16.5kA高温超导电流引线等研制任务,标志着我所全面掌握了超大电流容量高温超导电流引线的设计、研发制造和测试的一整套核心技术。
  相关链接:中科院近代物理研究所与国内相关单位正在开展强流质子加速器驱动洁净核能系统(ADS)的研制工作。其中ADS注入器II含有4个低温恒温器CM6,每个CM6包含有6个超导磁体,每个超导磁体含有2对80A、1对200A的电流引线,共计72对电流引线。此次交付的是首批39对电流引线。