7月14日,由等离子体物理研究所自主研发的CRAFT高温超导电流引线顺利通过极端工况下的性能测试,其稳态载流能力突破100kA,创造世界纪录。
高温超导电流引线是聚变装置超导磁体系统的“能量动脉”,涉及超导、低温、真空、机械工艺、测控、电源等多个学科。承担着将常温电源与大电流超导磁体连接的关键任务。由于其跨越从常温到超低温(4.2K)温区的特殊位置,电流引线的性能直接影响整个聚变装置的运行效率和稳定性。作为“十三五”国家重大科技基础设施CRAFT项目的重要组成部分,100kA高温超导电流引线设计难度大、制造工艺复杂、质量要求高、测试要求苛刻,需同时满足高载流、低漏热、长失冷安全时间这三个特性。
项目组依靠自主研发,成功实现100kA高温超导电流引线的“设计-材料-工艺-测试”全链条国产化。测试结果为:CRAFT 100kA高温超导电流引线50K氦气冷却流量约为6.5g/s;5K端接头电阻0.4 nΩ;LOFA时间9分钟;过热安全时间27秒,各项性能指标都大幅优于设计要求,实现100KA载流稳态运行新的世界纪录。
近十年来,等离子体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。先后完成13对EAST 14kA高温超导电流引线,ITER 10kA、52kA、68kA共66根高温超导电流引线量产以及CRAFT 60kA及100kA高温超导电流引线,同时完成国内外技术和产品输出,完成俄罗斯国家核子研究所多批12kA和6kA的高温超导电流引线,强磁场16.5kA高温超导电流引线,高能物理研究所10kA高温超导电流引线等。
100kA高温超导电流引线的成功研发,为大型聚变装置超导磁体系统的建设和运行奠定了坚实的技术基础。
CRAFT 100kA高温超导电流引线
CRAFT 100kA高温超导电流引线稳态测试曲线
CRAFT 100kA高温超导电流引线通过性能测试