研究室概况

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1 二室发展历程  撰写:季幼章研究员



601958安徽省农业丰收后,省里向中央报告,建议在合肥召开中共九大,开始在董铺岛建设九大会场、宾馆、别墅1960年发生了大饥荒,董铺岛建设停止。

此后曾有几个单位拟来建设未成。直到19651,中央找科学院党组书记张劲夫,决定将科学院电工所,上海光机所搬迁到董铺岛,为国防建设640-3任务进行大能量固体激光器及导弹防御系统的研究。成立了科学院6516工程筹备处,负责两个所的规划、设计、建设。

1968年电工所六室(电火花加工)八室(电感储能电源、磁流体发电)开始往合肥搬迁,成立电工所分部197012月份科学院又决定北京电工所、上海光机所不搬迁,在电工所分部基础上成立安徽光机所。

19711安光所一室(电源室是在电工所分部八室802电感储能电源)803磁流体发电基础上组建。下设101常温电感储能电源组)102磁流体发电组

 

2 安光所一室(19711~19773


2.1 承担国防建设任务

2.1.1 101


101电感储能组利用已经建成8电感储能装置(储能量为2×108J焦耳为国防建设640-3任务大能固体激光器及导弹防御系统提供电源,配合上海光机所合肥小分队进行静态打靶试验,距离达到2km

进行激光打靶试验时,对电感线圈的充电电源蓄电池进行了研制和更新,与481合作研制了650极板蓄电池(20s间隔放电,放电电流65000A,终止电压1.0V,最大功率65kW对电感换流回路(压缩空气开关)开断技术,熔丝(爆炸金属丝)换流技术,爆炸开关保护技术控制和测量技术进行了研究,保证了打靶试验的顺利进行。


2.1.2 102


102爆炸磁流体发电是将高能炸药在专用的爆炸室中爆轰生成高温、高压、高速等离子体,该等离子体在装有电极的通道中流动,快速切割通道中的磁场,由法拉第磁感应定律,在电极间感生出脉冲电压,接在电极的负载可获得高功率高脉冲的装置


2.2  8电感迎来受控站(1970~19743


1970年,在讨论中国科学院第四个五年计划赶超项目时,物理所陈春先等提出:利用合肥安光所8电感线圈建设一个有世界先进水平的“强磁场环形热核反应实验装置”的设想。

1971年陈春先来合肥与安光所一室讨论,提出在合肥建立核聚变实验装置的初步计划。

1973128北京物理所、安徽光机所共同向中国科学院提出建立“合肥受控热核反应研究试验站”的报告。

197346中国科学院同意在合肥安光所建立受控热核反应研究实验站,并决定从院内外调集110名相关专业的科技人员到合肥受控站从事相关科研工作。

19739成立安光所受控站筹建组。

19743安光所受控站筹备阶段完成,安光所合肥受控热核反应研究实验站开始正式运行。


2.3 1974建成第一个受控模拟试验装置


(1974一室与受控站共同设计,加工建造了第一个受控模拟试验装置

1974102试验告一段落,课题组撤销。人员留在继续搞电源研究工作。

当时受控站科研人员从全国各地调集而来,许多人都未接触过受控热核反应,只知道托卡马克是一个利用磁约束来实现受控核聚变的环形容器。为了尽快开展科学实验研究,必须有自己的实验装置提出与受控站共同设计建造一个实验装置利用室的电感储能电源,工厂加工条件,设计加工建造一个受控模拟试验装置。

总体组提出采用空心变压器结构,纵场线圈采用650型潜艇蓄电池供电,加热场线圈采用电感线圈经开关、熔丝换流供电,真空室采用钛泵抽真空,主回路,控制和测量回路借用原大能量固体激光打靶实验回路,装置建在2-1试验大厅西头北垮。

一室负责:(1) 纵场线圈的设计,加工制作;(2)模拟装置的电源系统和控制、测量系统。由于纵场线圈储能量约百万(10焦耳,故取名为HT-6模拟装置(合肥托卡马克6号装置)

经过总体方案论证,技术设计、工厂加工、部件组装、“安装调试”、总装捡漏,仅用半年时间就加工制成一个环形托卡马克装置。

我负责装置的调试工作。在部件通电调试的基础上,于19741225日开始放电试验,于26日清晨630分,我在控制室听到一声巨响,真空室观察筒内闪出很亮的弧光,放电获得成功。当时的是试验结果:纵场线圈电流60kA,加热场电流40kA,平衡场电流25kA,真空度6*106Torr

 

3   受控二分站(19773~19789月)


19773月,安光所成立受控站下属的三个分站,一室调整为受控二分站,从事受控电源和控制研究工作。

受控站开始筹建中国最大的托卡马克装置——8号工程。二分站从事8号工程的电源和控制的预研工作。


3.1 电网供电


8号工程纵场采用电网供电方案,与华东电管局、上海交通大学合作,进行了系统稳定计算和动态模拟实验。

动态模拟实验是为8号工程电网供电在冲击负荷150MW作用下,为满足华东电力系统电压波动,频率下降,谐波影响等稳定性要求的限制条件下,所应采取的技术措施。取得了系统稳定计算与动态模拟实验一致的结果,为以后的工程设计提供了技术依据。


3.2 直流脉冲发电机


8号工程极向场采用飞轮发电机方案。

研制了4台飞轮储能ZMF-500-50型直流脉冲发电机,总功率为80MW。上海电机厂设计,非标加工制造。

(1)  控制主回路21运行方式,采用等离子体显示;

(2)  发电机环火保护,硅堆保护;

(3)  非线性电阻快速灭磁;

(4)  测量同步采集触发装置。

 

3.3 高压强流直流人工过零开断技术


通过计算、实验和分析,得出了人工过零电路参数匹配的关系,开断电流为15~19 kA,恢复电压为15~19KV,燃弧时间为6.6~8.5ms,成功实现了高压强流直流人工过零开断。

 

3.4 负高压电源研制


研制了电子回旋共振加热高压脉冲80kV负电压电源

 

3.5 控制与测量


选用计算机控制和采样测量方案

 

3.6 为经济建设服务


将非线性电阻快速灭磁应用到工业电站,1983年首次在安徽花凉亭水电站10MW水轮发电机上,进行了高能ZnO 阀片灭磁试验获得成功。

 

4 等离子体二室(19789~19834月)

 

5 调整成立新二室(19834~