近代物理研究所SSC线圈系统改造项目顺利通过验收

2021-06-14 22:56:25 chnkelin 127

 2021年6月9日,近代物理研究所在上海克林技术开发有限公司进行了“SSC线圈系统改造”项目的验收评审。

 大型分离扇回旋加速器(SSC)是兰州重离子研究装置(HIRFL)的重要组成部分,而主磁铁系统又是SSC最主要的部件之一。主磁铁系统主要包括4个张角52°,重约500吨的直边扇形磁铁,每个扇形磁铁上都安装有主线圈、垫补线圈,整个线圈系统包含有16套线圈,包含8个主线圈,8个垫补线圈。SSC自建成投入运行以来,其线圈系统未进行过升级改造,在线运行已经超过30年,线圈的各种性能尤其是绝缘性能已经大大降低。然后面向重大国家战略需求以及开辟重离子物理研究方向的要求,这些终端对束流品质的要求越来越高,线圈系统工作负荷日益加大,一旦现有的线圈出现匝间绝缘失效或对地打火等不可在线修复的故障,且由于线圈加工的时间较长,SSC及相关终端将被迫停止运行。鉴于以上原因,SSC线圈系统的升级改造迫在眉睫。

 “SSC线圈系统改造”项目的内容是对SSC线圈绝缘性能差的8个上下主线圈、老旧水冷系统、以及相关的机械零部件进行改造,另外加工一套垫补线圈作为SSC线圈系统的更换备件,同时研制拆装过程中用到大型翻转、起重、吊装、转运、存储设备。改造后的SSC线圈系统将满足和符合现有加速器行业及相关国家标准,磁体可靠性和质量较原来会有明显的提高,从而适应目前前端超导离子源和后端CSR系统的发展,最大限度的提升SSC线圈系统的性能,满足SSC用于开展用户试验的要求。

 “SSC线圈系统改造”项目研制周期为2.5年,近代物理研究所和上海克林在联合研制过程中实现了多项指标远超验收指标:

 1.原主线圈铜线采用紫铜,现采用无氧铜(TU1),电导率提升,机械性能改善。

 2.主线圈绝缘工艺改进:原线圈采用聚酰亚胺粘带缠绕+二次固化,现采用真空环氧浇注,绝缘的可靠性、耐久性、抗水性、抗辐照及机械强度明显提升。

 3.原线圈采用全进口(瑞士)不锈钢材料,本次加工采用国产不锈钢材料+优化焊接工艺,均保证包括焊缝在内的整个壳体磁导率<1.01:工件体积庞大,无法实现高温退火,低磁导率完全靠材料和焊接工艺保证(五十余次大类实验+两百余次小类实验+超过半年摸索)。

 4.原主线圈真空漏率测试结果:6.6×10-7Torr·l/s—1×10-9Torr·l/s ,现测试指标比原测试最好指标高一个量级,达到1.52×10-10 Torr·l/s。


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