近日，中国科学院合肥物质院等离子体所装置工程主机研究室成功研发完成兆焦级10kA载流迫流冷却高温超导储能磁体系统，顺利完成低温励磁性能测试，并通过专家组现场技术评审。项目组郑金星研究员会同安徽大学王群京教授、中国科学技术大学朱自安研究员、上海超导科技股份有限公司洪智勇教授、华中科技大学吕以亮教授等参加评审会。
面向高温超导储能磁体系统高载流和迫流冷却技术需求，项目组自主研发完成了变角度螺旋高温超导CORC导体(螺旋角度25°~35°)，采取柔性双扣软管芯轴，实现了百米级批量化制备，同时发明了可实现迫流冷却的高温超导CORC低电阻导体接头，突破了CORC铠装管与铜端子低漏率焊接成型工艺瓶颈，成功研发完成迫流冷却高温超导储能磁体系统，导体最小弯曲半径达20mm，最高载流达10.5kA，发明了等压降迫流回路和基于温度实时反馈调节回路流量的迫流冷却低温系统，解决了并联子线圈同步冷却和流量均匀分布调节难题，迫流冷却压降小于0.5bar，同时突破了6kA大载流200A/s快速励磁过程线圈温度控制难题，温升小于2K，可实现高载流下长时稳定和快速交变电流运行。评审专家组一致认为相关技术处于国际领先水平，下一步可拓展应用于核聚变、大型加速器和强磁场装置等领域。
本项目得到国家重点研发计划、国家基金委青年基金A类、安徽省杰青延续、合肥物质院院长基金等项目资助。
图1 储能磁体系统测试现场
图2 储能磁体6kA励磁曲线
图3 10.5kA稳态励磁和6kA交变励磁曲线
