3月14日上午，中國科學院合肥物質科學研究院等離子體物理研究所畢延芳研究員在聚變堆總體研究室作題為“超導聚變磁體冷卻與低溫系統”的學術報告。
畢延芳從基礎理論與原理出發解釋了聚變磁體采用超導及低溫技術的優點。他以國內外建成的聚變裝置磁體為例，講解了聚變堆超導磁體普遍采用的四種基本的冷卻模式：液氦浸泡冷卻、1.8K超流氦浸泡冷卻、兩相氦迫流冷卻和管內線纜超臨界氦迫流冷卻。報告還介紹了Triam-1M，Tore Supra，T-15，EAST，KSTAR，SST-1，JT-60SA，W7-X，ITER等聚變磁體的參數和結構。隨著聚變超導技術的發展，浸泡冷卻超導磁體技術逐步在大型聚變磁體中被管內電纜導體(CICC)迫流冷卻所替代。高溫超導雖然具備了較高的臨界溫度，但目前的工業基礎仍然不能提供大長度、廉價的線材，所以只能采用鈮鈦和鈮三錫這些臨界溫度較低的低溫超導材料，并采用氦作制冷劑。
畢延芳還闡述了制冷機的基本原理，講解了大型氦制冷機所采用的制冷循環，以能效比的角度分析了不同溫區的制冷量的獲得所付出的的能耗，并介紹了低溫系統的構成，托卡馬克對低溫系統可靠性的要求等。他詳細介紹了一些成功運行的聚變裝置的低溫系統，如LHD，EAST，KSTAR。從各低溫系統的冷卻回路、熱負荷參數、壓機站、制冷機布局及其它子系統的設計等方面進行了詳細分析，提示可為未來的大型氦低溫系統的設計提供借鑒和參考。他還介紹了等離子體所氦制冷機的演變發展歷史，從1983年15升每小時的氦液化器，到1995年引進HT-7俄羅斯ORG 500W/4.5K的氦制冷機，再到2005完成自主設計的當量3kW/4.5K的氦低溫系統，目前已擁有包括為中性注入系統(NBI)提供冷卻的 LR70，ITER電流引線測試等采購包項目冷試驗的LR280等多套氦低溫系統。
報告尾聲，畢延芳著重介紹了ITER磁體系統各部分熱負荷分布情況以及ITER低溫系統的設計方案和理念，提出了未來大型氦制冷機研發及CFETR低溫系統的一些設計思路，并就大家提出的問題作出了詳細解答。
報告會現場
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