【2017年整理】EAST工程调试第一次降温通电试验技术诊断实验报告.doc

EAST工程调试第一次降温通电试验 技术诊断实验报告 2006年3月20日 实验目的 EAST装置组装完成后，工程指挥部及时作出决策，进行EAST工程调试，作一次降温通电试验，目的是检查工程安装质量和检验各分项目、部件的设计，为装置的最终完工和开展等离子体放电实验奠定基础。技术诊断项目组也要利用这次机会检查传感器（元件）和电位引线的安装质量，检验技术诊断各项设计的正确性，及时暴露问题，并尽早解决。 技术诊断的内容 技术诊断承担装置主要部件温度测量及其数据采集，监视超导磁体的失超信号，为运行人员了解装置运行状况提供必要的信息。超导托卡马克是在深低温下运行的大型装置，从室温（300K）降至液氦温度（3.8~4.5K）运行，要严格控制装置的降温速率和各部件之间的温差，防止因热应力过大造成装置绝缘或部件的损坏。托卡马克是大型超导磁体系统，储能量大，应力水平高，失超后如果不及时采取保护措施，可能因局部过热造成磁体损坏，也可能产生高电压引起绝缘击穿。托卡马克纵场系统运行电流很大，励磁到运行电流值需要较长的时间，如果是非失超的误动作保护，造成时间和金钱的浪费。因此超导磁体失超的准确探测和及时保护非常重要。 技术诊断的目标是及时和正确判断装置的运行状态，当诊断出重要的故障态时尽早指示以便采取措施或紧急撤出实验，实现装置的正常和安全运行。此次实验技术诊断包括如下内容：（1）各主要部件温度测量；（2）超导磁体失超信号探测；（3）超导线圈接头电阻测量；（4）装置结构件的应力-应变测量；(5)TF线圈电流测量；(6)系统状态报警。 技术诊断的对象是：（1）超导纵场(TF)线圈及线圈盒；（2）超导极向场线圈(PF和CS)；（3）装置内、外冷屏；（4）真空室（外表面及部分颈管）；（5）电流引线（八对电流引线CS1~CS6，PF（7+9），PF（8+10）及五对电流引线TF，PF11~PF14）。 实验方法细节 （A）温度测量 液氦温度测量 硬件包括：微安恒流源、小信号放大器、采集卡 设计思想：液氦温度计选用CERNOX，型号CX-1050AA。采用四线法原理，恒流源为温度计提供10μA工作电流，获得温度计的原始电压信号大小，在室温为~0.6mV,在液氦温度为40~50mV，经放大器放大100倍进入计算机采集，16位的采集卡。 温度计引线，在装置内是不带屏蔽的聚四氟乙烯绝缘四绞线，在装置外是32芯（16对双绞线）屏蔽电缆，在分控室是两芯屏蔽绞线。 温度计安装工艺：（1）在冷却管上，采用银铜焊把铜底座焊在冷却管表面，温度计插孔内涂抹真空脂添加AL2O3粉末，温度计孔后面装有堵头（带孔螺钉），防止温度计从孔内退出来，引线与漆包线绕制的热沉相连，用环氧胶固定热沉的紧固螺钉，再用铝箔包裹温度计防热辐射。（2）在线圈盒上，采用锡焊把铜底座焊在不锈钢盒表面，温度计插孔内涂抹真空脂添加AL2O3粉末，温度计孔后面装有堵头（带孔螺钉），防止温度计从孔内退出来，引线与漆包线绕制的热沉相连，用环氧胶固定热沉的紧固螺钉，用不锈钢箔复盖温度计防热辐射。(3) 由于温度计不能经受高电压冲击，在电流引线铜柱上，温度计底座与铜柱之间用了0.6mm厚的环氧板隔开，再用环氧树脂把环氧板粘贴在电流引线铜柱上。温度计外面包裹了玻璃丝带+环氧树脂绝缘层。 表1 各部件安装温度计数量及工程调试达到温度： 部件名称 安装温度计总数(包括备份) 安 装 位 置 工程调试达到温度 TF线圈盒 52个 冷却管总入,总出各1个; 冷却管总入,总出备份各1个; 每个线圈盒三个,装在线圈盒内圈上、中、下三个位置; ~4.7K TF线圈 54个 冷却管总入及备份各1个; 四个分出口管各1个; 每个线圈入口管各1个; 每个线圈出口管及备份各1个 大部分:~4.5K; 有四个线圈出口:~5.3K 测量对象 安装温度计总数量(包括备份) 安 装 位 置 工程调试达到温度 中心螺管(CS1~CS6) 13个 冷却管总入,总出各1个; 冷却管总入,总出备份各1个; 入口支管3个; 出口支管6个; 大部分:~5.0K; 个别:~5.5K PF7/8线圈 7个 冷却管总入,总出各1个; 冷却管总入,总出备份各1个; 入口支管1个; 出口支管2个; 4.8~ 5.0K PF9/10线圈 8个 冷却管总入,总出各1个; 冷却管总入,总出备份各1个; 入口支管3个; 出口支管1个; ~5.0K PF11/12线圈 7个 冷却管总入,总出各1个; 冷却管总入,总出备份各1个; 入口支管1个; 出口支管2个; 4.7~5K PF13/14线圈 8个 冷却管总入,总出各1个; 冷却管总入,总出备份各1个; 入口支管2个; 出口支管2个; 4.5~5.0K 八对电流引线 36个 氦分配小容器外表面2个； Busl