EAST裝置TF饋線新閾值熱穩定性分析

謝杰 奚維斌 鄭金星 陳子鳴 杜雙松

1（中國科學院合肥物質科學研究院 等離子體物理研究所 合肥 230031）

2（中國科學技術大學 合肥 230026）

EAST（Experimental Advanced Superconducting Tokamak）是中國自主設計、建造，并成功投入實驗運行的世界首臺全超導托卡馬克［1］。饋線系統是EAST中的一個重要系統，負責給超導磁體提供饋電通道和失超情況下能量的釋放通道。縱場（Toroidal Field，TF）饋線系統經改造后一直運行良好，近些年來，由于進口溫度由原先的5 K提升到了5.2 K，導致出口溫度有時超出現有閾值6.1 K，切斷實驗進程。為保證實驗的繼續進行，在不升級改造低溫系統的前提下，將TF饋線的出口溫度閾值調至6.5 K。提升閾值雖然會使出口溫度不再超閾值，但會對饋線系統超導導體的運行穩定和安全產生影響。超導導體的可靠性和安全性會影響超導磁體的安全，因此需要進行慎重考慮。為研究閾值提升后運行是否安全，通過GANDALF軟件對閾值提升后超導導體的溫度裕度和穩定性能量裕度進行計算，并與設計時的溫度裕度和穩定性裕度比較，判斷新閾值下超導導體運行是否安全。

1 TF饋線系統

1.1 饋線系統結構

2014年，為了在外杜瓦I窗口加入離子回旋輔助加熱裝置［2］，將兩個電流引線罐搬至距EAST主機大廳30 m左右的新電源系統附近，為此對EAST磁體饋線系統進行了改造。改造后的示意圖如圖1所示。改造后的TF饋線系統采用兩段式設計，通過超導接頭將原有的超導母線和新加的超導母線連接起來，并在連接接頭處增加真空隔斷，將主機真空和新超導母線的真空分隔開。……