6 k A高温超导电流引线研制

刘承连 丁开忠 周挺志 冯汉升 刘 翔 许昌军经凯明 陆 坤 宋云涛

(中国科学院等离子体物理研究所 合肥 230031)

1 引言

电流引线是室温电源与低温磁体之间的电连接装置。对于大型超导磁体，常规电流引线是向低温系统漏热的主要热源。采用高温超导段结构的电流引线与常规电流引线相比，能够有效降低冷端热负荷，减少约2/3氦消耗，进而降低制冷设备投资和运行费用。随着Bi-2223/AgAu带材的商业化和性能的提高，高温超导电流引线在世界上越来越多的大型工程中得到发展和应用。例如KIT为ITER研发的70 kA电流引线，换热器段采用50 K氦气冷却，低温超导段采用4.5 K SHe冷却［1］;CERN 的 LHC 装置上6¯13 kA电流引线，换热器段采用20 K氦气冷却，低温超导段浸泡在液氦中［2］以及中国科学院等离子体物理研究所(等离子体所)为ITER研制的10¯68 kA电流引线，换热器段采用20¯50 K的氦气冷却，其中68 kA电流引线试验件的载流能力达到了90 kA［3］。同时，采用液氮冷却型的高温超导电流引线也得到了广泛发展，例如中国科学院等离子体所为EAST装置研制的15 kA电流引线和为国家强磁场中心研制的16 kA 电流引线［4-5］。

当前，俄罗斯JINR研究所正在进行一个大型加速器装置NICA的建设，整个加速器磁体需要约40对电流等级为1¯12 kA的电流引线和约300对百安级电流引线。2012年以来等离子体与JINR研究所签订了多批高温超导电流引线研制合同，截止2014年底已为其研制了6对6 kA和4对12 kA电流引线并成功通过了俄方现场验收测试，今年还将交付2对6 kA和4对12 kA电流引线，这些电流引线的换热器段采用液氮冷却运行温区为77 K室温，高温超导段为传导冷却，运行温区为5¯77 K。……