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我国成功研制ITER超导磁体系统首个部件

新闻来源:中国能源报  作者:  发布时间:2018-08-01   点击数:
  •   7月26日上午,由中国科学院等离子体物理研究所承担研制的ITER计划首个超导磁体系统部件——馈线(FEEDER)采购包PF4过渡馈线竣工仪式成功举办,意味着我国在核聚变工程核心技术领域真正实现了全球领跑。

      由中国、美国、日本、俄罗斯、欧盟、韩国、印度共同参与国际大科学项目——国际热核聚变实验堆ITER计划是实现未来商业用聚变能的关键一步。而磁体馈线系统是ITER部件中最为复杂的系统之一,包含31套不同的馈线,单套长度30-50米,总重超过1600吨,共计6万余个部件。

      磁体馈线系统作为ITER超导磁体系统供电、冷却和提供诊断信号的关键集成通道,被称为ITER主机的生命线。项目承担单位攻克了众多技术难点,在高温超导电流引线、超导接头、低温绝热、低温高压绝缘等核心技术方面取得了诸多国际领先成果。

      等离子体物理研究所研发的万安级高温超导电流引线,集高载流能力、低冷量消耗和长失冷安全时间三方面优势于一体,替代了日本等发达国家提出的原ITER铜电流引线设计,大大降低了ITER的运行成本和低温系统的建造投入。研发的68kA级高温超导电流引线更是创造了在85kA下运行1小时,90kA下运行4分钟的世界纪录。研发的盒式高载流低损耗超导接头,接头电阻达到0.2纳欧级的世界领先水平,保障了ITER装置主机的安全运行。

      等离子体物理研究所继自主建成世界上首个全超导托卡马克核聚变实验装置东方超环EAST之后,在ITER超导磁体馈线系统、ITER大型电源等项目上均提出了最优方案,并被国际组织采纳,不仅消除了ITER未来运行风险,也展示了我国在该领域世界领先的技术水平。我国承担的ITER任务实现了100%国产化,并以优异的性能指标通过国际评估,产品质量完全满足ITER要求,在七方中首个交付ITER现场,进度在七方中居前列,创多项第一。ITER组织两任总干事评价称,中国在采购包研发生产方面领先于各方。

      此外,我国凭借先进的研发和质量水准,在国际竞标中获得他方份额内的部分关键系统和部件(如欧盟400吨的大型超导磁体)的转包。同时,法国、德国、美国的聚变装置在研制和升级过程中也数次寻求我国聚变工程关键技术的帮助,要求我国研制部件。我国已掌握核心核聚变工程技术,实现了关键技术出口。

      通过承担国家大科学工程项目和参加ITER计划,我国自主发展关键聚变工程技术,在不断创新中实现多项中国创造,填补国际空白,形成了在低温超导材料方面我国占国际市场份额60%、高温超导电流引线100%完全由我国提供的局面,在工业界得到推广应用并促进国内高新技术企业蓬勃发展,实现了超导材料、低温材料、大功率电源器件等技术和部件从无到有,再到规模化生产,并向欧美西方发达国家出口的飞跃。





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