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“文德尔施泰因7-X”核聚变装置中的福乐斯低温系统
发布时间:2018-06-28   浏览次数:

世界最大的核聚变装置—“文德尔施泰因7-X”仿星器使用了阿乐斯(Armacell)公司制造的创新型低温系统进行保温。该仿星器由德国马克斯普朗克等离子体物理研究所建造。

长期以来,人类一直希望将太阳的能量在地球上使用。像太阳这样的星球通过原子核的聚变产生能量。核聚变可以产生无穷无尽的电能,燃料投入最少,而且没有发生灾变性事件的风险。与核裂变不一样的是,核聚变只会产生非常少量的辐射。从物理角度来看,核聚变是有可能的。目前,最有前景的反应堆方案有托卡马克和仿星器两种。

位于德国格赖夫斯瓦尔德的马克斯普朗克等离子体物理研究所目前正在建造世界上最大的仿星器——“文德尔施泰因7-X”。“文德尔施泰因7-X”采用超导线圈,供电后,电流可立即无限期地流动,没有电阻,可永久维持磁场。为此,需要用液氦对线圈进行冷却。超导线圈以及支撑超导线圈的钢结构必须与环境和高温等离子体之间隔热。仿星器由氦低温系统、水冷系统、真空泵和系统提供电能。

仿星器冷却系统必须具有极好的气密性,从而防止氦扩散到仿星器的保温真空中,同时要防止保温效果退化。为了对氦的减压管进行保温,项目团队选用了阿乐斯公司的创新型福乐斯低温系统。福乐斯低温系统专门针对-180℃至+125℃温度下的应用研发而成,为多层系统,可保证超常的保温效果,降低保温层下腐蚀(CUI)的风险,安装比硬质泡沫塑料更容易。

保温系统的核心—Armaflex LTD(福乐斯低温弹性体材料)是一种专门研制的聚合物,可防止热张力。福乐斯低温系统即便在极低温度条件下也可维持弹性,这种弹性可确保良好的减振效果,大大降低了极端温度循环导致的开裂风险。这种低温泡沫的主要优势在于既不需要预留额外的伸缩缝,也不需要隔汽层。

“文德尔施泰因7-X”仿星器的减压管采用了特殊的保温构造。为了更好地承受可能的管道振动,管道和Armaflex LTD保温层的第一层均直接采用了一层Armaflex LTD耐磨箔纸。这层箔纸使保温层的表面强度更大,可起到额外隔汽层的作用。然后,又设置了一层Armaflex LTD和一层NH/Armaflex保温层,NH/Armaflex是阿乐斯公司制造的无卤素弹性体保温材料。

为确保安装工艺的精确性,负责实施这一工作的马克斯普朗克研究所工作人员事先接受了阿乐斯公司提供的产品安装培训。



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来源:绝热节能网
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