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70 kA ITER HTSL-Stromzuführungs-Demonstrator

70 kA ITER HTLS-Stromzuführungsdemonstrator

Im Rahmen des Europäischen Fusionstechnologieprogramms hat das KIT – in Kooperation mit dem Centre Recherches des Physique en Plasmas in Villigen eine 70 kA Stromzuführung unter Verwendung des Hochtemperatursupraleitermaterials BiSCCO für ITER entwickelt, gebaut und getestet.
Die Auswahl des Supraleitermaterials BiSCCO/AgAu erfolgte im Rahmen eines vorgelagerten Programms, in dem 1 kA, 10 kA und 20 kA Stromzuführungen gebaut und getestet worden sind.
Das HTSL-Bauteil für 70 kA wurde von der amerikanischen Firma AMSC in Zusammenarbeit mit KIT ausgelegt und gebaut. Der Wärmetauscher entsprach dem Design, der schon in den klassischen Kupferstromzuführungen des KIT eingesetzt wurden.

 

 


 

HTSL-Bauteil für 70 kA Kupferwärmetauscher

 

70 kA ITER HTS-Stromzuführung

 

2003 und 2004 wurde die Stromzuführung in insgesamt vier Testphasen unter verschiedenen Kühlbedingungen in der TOSKA-Anlage des ITEP ausführlich getestet.

  • 50 K Heliumkühlung im Wärmetauscher und Strombetrieb bis 80 kA
  • 80 K Heliumkühlung im Wärmetauscher und Strombetrieb bis 68 kA
  • LN2-Kühlung im Wärmetauscher und Strombetrieb bis 68 kA

Die Hauptergebnisse der Tests waren:
Stabiler Strombetrieb bei 68 kA (ITER-TF) möglich, im Nominalbetreib mit 50 K He sogar bis 80 kA.
Im Fall des Kühlmittelausfalls erwärmt sich die Stromzuführung, es vergehen jedoch 6 Minuten bevor das HTSL-Bauteil quencht, genug Zeit um reagieren zu können.

HTSL-Stromzuführung im TOSKA-Tank eingebaut

 

HTSL-Stromzuführungen für Ströme bis 80ß kA sind sicher zu betreiben. ITER hat daraufhin beschlossen diese Stromzuführungen einzusetzen. Im Rahmen des Procurement Arrangement hat China die Aufgabe erhalten die Stromzuführungen bereitzustellen.