聚变堆总体研究室举办“超导聚变磁体冷却与低温系统”学术报告会
文章来源: 发布时间: 2021-01-14

 319日上午,聚变堆总体研究室2014系列学术报告如期举办,毕延芳研究员作题为“超导聚变磁体冷却与低温系统”的学术报告,四室与八室的师生参加报告会。 

 报告以服务于聚变堆或试验装置的角度,从基础理论与原理出发解释了聚变磁体采用超导及低温技术的优点。毕延芳研究员以国内外建成的聚变装置磁体为例,讲解了聚变堆超导磁体普遍采用的四种基本的冷却模式:液氦浸泡冷却、1.8K超流氦浸泡冷却、两相氦迫流冷却和管内线缆超临界氦迫流冷却。报告还介绍了Triam-1MTore SupraT-15EASTKSTARSST-1JT-60SAW7-XITER等聚变磁体的参数和结构。随着聚变超导技术的发展,浸泡冷却超导磁体技术逐步在大型聚变磁体中被管内电缆导体(CICC)迫流冷却所替代。高温超导虽然具备了较高的临界温度,但目前的工业基础仍然不能提供大长度、廉价的线材,所以只能采用铌钛和铌三锡这些临界温度较低的低温超导材料,并采用氦作制冷剂。 

 报告还阐述了制冷机的基本原理,讲解了大型氦制冷机所采用的制冷循环,以能效比的角度分析了不同温区的制冷量的获得所付出的的能耗,并介绍了低温系统的构成,托卡马克对低温系统可靠性的要求等。 

     报告详细介绍了一些成功运行的聚变装置的低温系统,如LHDEASTKSTAR。从各低温系统的冷却回路、热负荷参数、压机站、制冷机布局及其它子系统的设计等方面进行了详细分析,提示可为未来的大型氦低温系统的设计提供借鉴和参考。毕延芳研究员介绍了等离子体所氦制冷机的演变发展历史,从198315升每小时的氦液化器,到1995年引进HT-7俄罗斯ORG 500W/4.5K的氦制冷机,再到2005完成自主设计的当量3kW/4.5K的氦低温系统,目前已拥有包括为中性注入系统(NBI)提供冷却的LR70ITER电流引线测试等采购包项目冷试验的LR280等多套氦低温系统。 

  报告尾声,毕延芳研究员着重介绍了ITER磁体系统各部分热负荷分布情况以及ITER低温系统的设计方案和理念,提出了未来大型氦制冷机研发及CFETR低温系统的一些设计思路,并就大家提出的问题作出了详细解答。