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国家大科学工程HT-7U装置建设获重大突破(030806)
时间 : 2003-08-06     

中科院等离子体所承担的国家大科学工程“HT-7U全超导托卡马克装置建设”近期取得重大突破,其超导中心螺管原型线圈和纵场原型线圈于近期先后通过性能测试。这表明,HT-7U作为世界上可能最早建成的全超导托卡马克,其难度最大的关键部件――超导磁体的设计、研制和测试工作获得全面成功。

超导中心螺管线圈主要用于产生初始等离子体电流。由于必须承受快速磁通变化,对失超保护技术、电源及其控制技术、低温、真空以及测量等都有很高要求,因此这种线圈是建造全超导托卡马克装置最具挑战性的技术难关。等离子体所于2003年4月中旬研制成功第一个超导中心螺管原型线圈,用长565米的铌钛超导导体绕制,共140匝,电感26毫亨,外直径约1.5米,是国内第一个具有国际先进水平的大型超导磁体。性能测试实验于5月初在等离子体所超导电工中心开始,近百人的实验队伍夜以继日地全力协作,于2003年5月中旬完成了全部预期测试,获得了一系列鼓舞人心的重要结果:匝工作电流20千安,最大下降电流变化率20千安/秒,最大上升电流变化率5千安/秒,最大磁场变化率4.4特斯拉/秒;成功模拟了一个完整放电周期的电流波形,并在过零后达到反向电流15千安;中心螺管线圈在以上的实验状态下未失超,各实验系统工作正常。实验显示极向场电源系统完全达到设计要求,为未来HT-7U装置的成功运行奠定了坚实基础。由于在国际上首次采用铌钛超导磁体作为全超导托卡马克中心螺管线圈,为简化未来反应堆的设计做出了自己的贡献。

HT-7U的纵场线圈外形为D型,共16个,沿环向排列组成HT-7U纵场线圈系统,主要用处是提供稳定的环形磁场以约束等离子体。纵场线圈的设计运行参数为4.2K、14.3千安,装置运行时将产生3.5特斯拉的中心磁场。纵场线圈采用铠装超导导体(CICC),每根导体由120根铌钛超导股线和21根铜线经多级绞缆,穿进600米长的圆管中,挤压为一定尺寸的方形截面而制成。2003年7月,等离子体所超导电工中心对HT-7U装置的第一个纵场原型线圈成功进行了超导电磁性能、机械性能、热工水力性能测试。实验期间,经过100小时的降温,线圈进入超导状态。此后模拟HT-7U装置纵场的工作条件,分别进行了纵场原型线圈在14.3千安和16千安电流下的超导实验,并在6.8K温度下测试了该线圈的失超电流。结果显示,线圈的性能达到设计参数,能完全满足未来HT-7U装置运行的要求。目前,HT-7U装置建设工程已进入总装阶段。


 

http://tech.sina.com.cn/other/2003-08-06/1339217784.shtml