中国科学院等离子体物理研究所(Institute of Plasma Physical,Chinese Academy of Sciences,ASIPP)负责国际热核聚变实验堆(International Thermonuclear Experimental,ITER)60根高温超导电流引线(High Temperature Superconducting Current Lead,HTSCL)产品的研制与测试,并在2013–2015年间开展了三对三种电流等级(68 k A、55 k A和10 k A)的高温超导电流引线认证制造。为检验电流引线的低温大电流性能,ASIPP与印度塔塔咨询服务公司(Tata Consultancy Service,TCS)及ITER合作开发了基于CODAC(Control,Data Access and Communication)框架的ITER高温超导电流引线测控系统。该系统包括传统西门子PLC300工艺过程测控系统、基于Lab VIEW的失超保护系统、基于PLC400冗余设计的互锁系统和基于NI c系列模块的快速控制系统(Plant system Controller,Fast Controls,PCF)。目前本系统已通过三轮验收测试并在2015年1月份的ITER CC 10 k A电流引线原型件和同年7月份的ITER TF 68 k A电流引线原型件中成功应用。结果表明,本系统能很好地满足电流引线的实验需求,得到ITER国际认同。电流引线测控系统软硬件遵照ITER的CODAC标准进行设计,是CODAC和互锁保护规范的首次在ITER真实组件物理性能测试的联合应用案例,可作为ITER采购包出厂验收推行的CODAC模范。
6 k A电流引线的运行电流为6 k A,最大电流为8 k A,其换热器段采用液氮冷却设计,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。介绍6 k A电流引线的结构设计、性能分析,以及相关低温实验。实验结果表明,6 k A电流引线的零电流下液氮需求低于0.46 g/s,5 K冷端漏热小于2.5 W,过流能力8 k A。
