超导cc加速器

科技进步奖项目名称大型超导馈线系统关键技术与应用项目简介大型超导馈线系统是核聚变能开发应用的关键核心部件之一,为核聚变装置进行超大电流输入和4.
5K氦供冷,也可为未来核聚变堆、超导储能电站、电力系统、国防科技和尖端医疗提供强大的技术支持.
项目组针对大型超导馈线系统中涉及到的特大电流高温超导电流引线、大电流CICC超导体接头、低温高压绝缘等关键技术,以参加ITER计划为契机,攻克了超导馈线系统中的关键技术,填补了多项国内工程应用的空白:1)完成了各系列的性能优异的高温超导电流引线的开发,创造了最高85kA稳定运行65分钟,90kA运行4分钟的世界记录,填补了国内特大电流容量的高温超导电流引线的空白.
2)首次在国内利用铜-钢爆炸焊接复合板材料成功完成双盒搭接形式的超导接头的研制,机械和电性能优异,实现了我国在低接头电阻大电流CICC超导体接头领域新的突破.
3)发展了采用多层玻璃丝布与聚酰亚胺薄膜相间叠包的耐压30kV的高裕度绝缘方式,并首次在国内提出了预浸渍工艺辅助硅胶加压的绝缘制作方法,得到了强度更高,内部空隙率更低的优异的绝缘结构,大大提升了超导馈线系统的电绝缘性能.
并首次在国内搭建了低温和Paschen条件下的大型测试平台,可实现绝缘样件的4K~80K低温测试功能以及低温条件下的疲劳拉伸实验,可有效的模拟超导部件低温运行工况.
4)自主构建了具备900W@4.
5K氦供冷和80kA超大电流输入的ITER级规范的5K超导馈线出厂性能测试平台,可以对大型超导馈线系统中各类部件开展低温和超导电性能测试,并可应用于各类超导磁体的性能测试.

主要完成单位及创新推广贡献主要完成单位创新及推广贡献中国科学院合肥物质科学研究院承担了国家973课题,国家磁约束核聚变研究专项,ITER计划采购包等项目.
针对本项目提供了4000多平方米的制造和测试厂房,建设了大型超导馈线系统制造和总装车间,以及低温和电性能测试中心,并提供了必要的仪器设备以支持项目的开展,在人、财、物方面进行了大力支持.
该项目中绝大部分研究成果均在本单位完成,对上述第1、2、3、4创新点做出了重要贡献.

合肥聚能电物理高技术开发有限公司攻克了68kA和52kA电流引线加工工艺,发展了不同超导材料以及超导材料与金属材料之间的真空钎焊关键技术;解决了电流引线换热器精密复杂结构件加工与装配技术;完成了大电流CICC超导体接头的制造工艺攻关.
以超导馈线系统为基础,在中科院强磁场中心40T混合磁体的超导馈线制造,美国通用原子能公司超导馈线制造等项目上实现了技术推广.

合肥科烨电物理设备制造有限公司攻克了10kA电流引线加工工艺,解决了电流引线精密复杂结构件加工与装配技术;完成了大电流CICC超导体的接头技术的制造技术攻关;完成了超导馈线系统中高强度低热载的真空隔断研制.
以超导馈线系统为基础,在中科大KTX装置制造,美国通用原子能公司超导馈线制造等项目上实现了技术推广.

合肥科聚低温技术有限公司负责了超导馈线性能测试平台建设,完成整个900W@4.
5K氦供冷系统的搭建,对项目过程中的各类部件开展低温和超导电性能测试.
在技术推广上,成功完成了中科院强磁场中心和俄罗斯国家联合核子研究所共11对高温超导电流引线的性能测试.

推广应用情况项目组于2011年11月开始ITER超导馈线采购包的生产.
截至目前为止,项目组已完成8个大型关键认证部件的制造和测试,正式提交ITER组织的认证报告已经获得批准.

项目组根据超导馈线制造技术的积累,实现了技术衍伸及广泛应用.
为中科院强磁场科学中心完成了一对16kA高温超导电流引线的制造,已经通过强磁场的验收并交付;2013年为俄罗斯JINR研究所NICA加速器提供一对12kA高温超导电流引线,电流引线的热负荷、接头电阻、载流能力和LOFA时间等各项参数均达到俄方要求,尤其冷端接头电阻达到了1nΩ,过流运行能力超过23kA;2013-2014年为俄罗斯国家联合核子研究所制造6对12kA和12对6kA高温超导电流引线,目前已经成功交付4对12kA,6对6kA高温超导电流引线,且所有的电流引线都通过机械性能和电性能测试;为美国通用原子能公司圣迭亚哥国家聚变实验室研制一整套超导馈线系统用于ITERCSCoil的低温、电性能测试,今年8月份将完成交付.
同时为EAST大科学装置提供一对新的14kA高温超导电流引线和对超导馈线系统进行升级.

通过项目的实施,主要单位均获得了国内外广泛关注和认可,有力的推动了国内高温超导材料、低温高压绝缘、特种焊接、精密制造、大型实验装备等技术和产业的发展,提升了国内各参与单位的高新技术水平及国际竞争力,取得了良好的社会和经济效益.

主要完成人情况表姓名技术职称工作单位完成单位对本项目技术创造性贡献曾获科技奖励情况宋云涛研究员中国科学院合肥物质科学研究院中国科学院合肥物质科学研究院项目决策,可行性论证,项目目标制定.
对该项目整体方案进行规划、设计以及审定,项目验收全过程进行协调.
总体方案制定,包括技术方案、资金投入等其他方案制定和落实,负责整个项目的技术研发,计划进度管理,质量管理体系的建立和质量控制.
负责完成了高温超导电流引线、超导接头、低温高压绝缘等的设计和关键技术研发,以及超导馈线系统各实验室的建立.
对第1、2、3、4创新点做出了重要贡献.

2013年国家科学技术进步奖——超导托卡马克创新团队(排名第六)2011年获国际"聚变核技术杰出贡献奖"(Miya-AbdouAwardforOutstandingTechnicalContributionstotheFieldofFusionNuclearTechnology,简称MA-FNTAward)(目前唯一获此奖项的中国人)2011年获第十二届中国青年科技奖2009年被评为"新世纪百千万人才工程"国家级人选2009年获"中国青年五四奖章"2008年获国家科学技术进步奖一等奖(集体奖)毕延芳研究员中国科学院合肥物质科学研究院中国科学院合肥物质科学研究院解决了这种特大电流引线的高温超导件的安全性、低接头电阻焊接的焊料与工艺、提高铜换热器段的效率.
完成了90kA/4分钟电流引线载流试验,突破了德国的80kA载流能力的试验记录.
为超导馈线的低温试验平台提出方案设计,配置了大型低温系统.

对第1、2、4创新点做出了重要贡献.
中科院科技进步一等奖2项、国家科技进步一等奖1项、中国电力科学技术一等奖1项、中国南方电网公司专利二等奖1项.
吴新潮研究员中国科学院合肥物质科学研究院中国科学院合肥物质科学研究院参与项目决策,对该项目验收全过程进行协调.
负责整个项目的质量管理体系的建立和质量控制.
推动高温超导电流引线的研发和制造,以及超导馈线系统测试平台建设和各实验室的建立.
对第1、4创新点做出了重要贡献.

陆坤副研究员中国科学院合肥物质科学研究院中国科学院合肥物质科学研究院参与项目决策,负责项目关键技术研发,对技术方案进行规划.
负责电流引线测试用终端盒的设计方案制定;推动超导接头、低温高压绝缘研发;对超导馈线系统测试平台技术方案进行审定并推动系统建设.
对第2、3、4创新点做出了重要贡献.

丁开忠副研究员中国科学院合肥物质科学研究院中国科学院合肥物质科学研究院负责了ITER高温超导电流引线数值优化分析与低温性能实验研究工作;开展电流引线的数值模型优化的benchmark工作和安全优化分析工作;搭建基于CODAC的符合ITER规范的大型超导馈线测试平台,成功完成了ITER10kA/55kA/68kA电流引线引线的测试,实现90kA稳定运行4分钟的世界记录.
对项目1和4创新点做出了重要贡献.
周挺志副研究员中国科学院合肥物质科学研究院中国科学院合肥物质科学研究院负责了高温超导电流引线项目的设计与研制工作,解决了超导叠位形优化设计、分流器材料选择,高换热效率的换热器设计;通过高温超导段与铜电流引线的过渡段设计解决在故障态下电流引线具备足够长的失冷故障时间(LOFATIME);探索攻克电流引线高温与低温超导材料之间焊接,超导材料与金属材料焊接,低接头电阻、窄热影响区的电子束焊接,低接头电阻高稳定性能的超导接头,以及相关检测与系统集成装配等技术.
对项目1和2创新点做出了重要贡献.

2012-2014年度中科院等离子体所优秀青年人才吴杰峰研究员中国科学院合肥物质科学研究院合肥聚能电物理高技术开发有限公司负责并完成了大载流高温超导电流引线换热器精密加工及装配技术;开发了电流引线异种金属真空钎焊工艺技术;解决了大电流、低电阻超导接头压接封焊关键技术.
对第1、2创新点做出了重要贡献.

黄雄一副研究员中国科学院合肥物质科学研究院中国科学院合肥物质科学研究院负责完成低电阻低温超导导体接头的设计与测试工作,设计的接头电阻在68kA稳态运行时,接头电阻低于1.
5nΩ,超过ITER设计指标.
负责完成了超导部件绝缘材料与工艺的研究与测试工作,采用预浸渍料真空袋膜硅胶辅助固化的绝缘产品低温力学与电学性能均满足ITER要求,同事负责搭建的Paschen测试平台满足了大型超导部件低温低气压电测试的需求.
对项目2、3创新点做出了重要贡献.
冯汉升副研究员中国科学院合肥物质科学研究院中国科学院合肥物质科学研究院负责本项目低温性能测试平台的建设与馈线部件原型件的低温电性能测试,完成900W/4.
5K大型氦低温系统及其分配系统的建设与实验测试,完成CTB/SBB冷屏原型件、CFT/VB原型件、CC10kA高温超导电流引线原型件等的低温性能测试.
对第4创新点做出了重要贡献.

程勇工程师中国科学院合肥物质科学研究院中国科学院合肥物质科学研究院负责本项目68kA和52kA高温超导电流引线测试用终端盒及冷屏的设计和研制,为高温超导电流引线的低温性能测试提供了必备的条件.
对第4创新点做出了重要贡献.