中国交付ITER稳态磁体低温测试装置首批电源组件

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近日,ITER官方宣布,其稳态磁体低温测试装置专用68kA电源系统的首批设备材料抵达ITER。另有两批组件已从上海港启运,预计今年8月交付。

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一、ITER稳态磁场低温测试装置

在ITER项目稳定运行过程中,由于不同组件之间相互作用,会造成现场存在一种特殊的稳态磁场干扰,磁感应强度值高于5mT。受此稳态磁场影响,运行的相关ITER设备组件不一定能够按照理论分析进行目标实验。因此,需要对进入ITER装置现场运行的设备进行稳态磁场合格测试,这便是ITER稳态磁场低温测试装置的缘由。

该测试设施选址于原极向场线圈绕制厂房,配备专用杜瓦及电源系统,可将磁体冷却至4K(零下269摄氏度)并施加68kA电流。此举既能对多家厂商生产的各类环向场线圈开展真实规模测试,又能为馈线系统、低温系统、控制指令系统等辅助设备提供集成调试前的全面演练,有效降低主机集成调试阶段风险。目前,该装置正在现场进行安装,首台环向场线圈测试预计于年底启动。该设施组件持续按计划运抵。

二、电源系统组件介绍

电源系统需要输出大功率、低输出纹波的电流以产生高磁场强度、高均匀度的稳态磁场。一般来说,该测试装置的电源系统需要具有以下特点:

  • 电源系统为磁场发生器系统提供能量,可以根据稳态磁场测试需求调节输出功率,从而实现多级磁场测试;

  • 输出电流纹波应该尽可能低,以保证稳态磁场的均匀度要求;

  • 电源系统在运行过程中,需要避免对市电造成较大的扰动,防止对电网的污染;

  • 电源系统需要有一定的可靠性。对于容易损坏的关键部件,需要配备相应的故障诊断策略,以便及时发生故障。

2024年5月,由荣信汇科电气股份有限公司、中科院等离子体物理研究所及合肥荣科恒阳电源技术有限公司组成的联合体,成功中标该测试设施电源系统的设计、制造、安装与调试合同。尽管面临工期极度紧张及多重挑战,由中方联合体代表与ITER专家组成的项目团队仍在13个月内达成关键里程碑,以日夜奋战的实际行动彰显了协作与坚持的力量。

三、荣信汇科介绍

荣信汇科成立于2017年,总部位于辽宁鞍山,是一家专业从事柔性交直流输配电成套装置及大功率变流器等高端装备的研发、制造、销售及服务的高新技术企业,致力于为客户提供智能、高效、可靠的电力高端装备、成套解决方案及综合服务,旨在加速推进我国新型电力系统的构建,特别是以新能源为主体的未来电网建设。

在核聚变领域,荣信汇科深度参与了ITER项目:

  • 2021年12月,ITER组织正式与荣信汇科签订了VS3(垂直稳定场)变流器拓扑研究设计服务合同,该变流器为等离子体提供垂直稳定场,其电源需具备瞬间输出电流峰值大功率高(80kA,190MW),动态响应时间短(1ms)的特性,是ITER核聚变电源中最具挑战和技术难度最高的电源之一。

  • 2022年10月,ITER组织于再次与荣信汇科签订了二期VS1先进型变流器的可行性研究合同。ITER组织对荣信汇科在技术及项目执行中展现出的专业度和交付质量再次给出了高度评价。

  • 2024年5月,荣信汇科与合肥等离子所共同承接了ITER MCTB磁体测试平台电源系统合同,该合同范围包含该电源系统的设计、生产制造、出厂测试、国内集成测试、国际运输、法国现场安装、法国现场系统调试和与超导磁体线圈的联合集成测试的交钥匙工程,是ITER组织有史以来进度要求极为严苛的一次产品交付。

参考资料:

  • https://www.iter.org/node/20687/first-power-supply-elements-delivered