?

Log in

No account? Create an account

Previous Entry | Next Entry

Полтора года уже пишу про невероятные сверхпроводящие магниты ИТЭР, которые намного превосходят любые другие в мире по запасаемой энергии, по силе тока единичного проводника и общей. Но прогресс не стоит на месте, и в этой же технологии (низкотемпературных сверхпроводников) итальянская ENEA демонстрирует проводник с параметрами круче ИТЭРовских.

Образец прямоугольного сверхпроводящего кабеля сечением 39х80 в толстой стальной оболочке (эта технология называется Cable-in-Conduit Conductor (CICC) ) был испытан в Швейцарии на работоспособность при токе в 82 килоампера в поле 13Т и при критической температуре 7К, что прилично превышает предыдущие рекорды. Как и в ИТЭР проводник набран из отдельных высокотехнологический проволочек-стрендов диаметром ~1 мм, представляющиъ собой филаменты сверхпроводника NbSn3 в медной матрице. 1080 таких стрендов вместе с чисто медными проволочками (нужных для улучшения продольной теплопроводности и снятия тока в случае потери сверхпроводящего состояния) и трубками для текущего сверхкритического гелия обжимается в толстую стальную оболочку, принимающую чудовщные электромагнитные силы, возникающие в подобных магнитах.


Этот кабель весьма напоминает кабель центрального соленоида ИТЭР



Только больше - сечение 39х80=3120 мм^2 против 49x49=2401 мм^2 у ИТЭРовского. Последний работает при таком же максимальном поле, как и опытный образец, но имеет максимальный ток в 46 кА. При этом плотность тока у нового варианта выросла с 19 А/мм^2 до 26,3 А/мм^2 при большем запасе до температуры потери сверхпроводимости.
В новой конструкции этого удалось добиться путем улучшения охлаждения и применения более совершенных стрэндов.



Интересно, что все это делается не из любви к искусству, а в рамках НИОКР магнитной системы DEMO - тех самых опытных термоядерных электростанций, которые должны когда-то вырасти из наработок ИТЭР и стать основой для коммерческих термоядерных электростанций.


Сечение катушки тороидального поля прорабатываемой модели. Испытанные кабели тут оранжевые, а желтые - более простые и дешевые NbTi  проводники. В целом конструкция получается проще и мощнее, чем у ITER.




Одна из модель DEMO, прорабатываемая в германском KIT.

Comments

( 37 comments — Leave a comment )
ytmwasd
May. 30th, 2016 04:18 am (UTC)
Как же обидно должно быть итеровцам. Это как купил дорогущий телефон/компьютер принес домой, а он уже устарел :)
tnenergy
May. 30th, 2016 05:44 am (UTC)
Ну всеми этими вещами занимаются одни и те же люди, по сути, так что им не обидно. Ну и сложно ждать другого, когда от проекта до реализации проходит 30 лет.
(no subject) - ytmwasd - May. 30th, 2016 08:06 am (UTC) - Expand
(no subject) - tnenergy - May. 30th, 2016 08:14 am (UTC) - Expand
ardelfi
May. 30th, 2016 08:13 am (UTC)
Этот пример достоен стать эпиграфом учебника "Руководство по ССЗБ для высших учебных заведений".
bmpt
May. 30th, 2016 06:14 am (UTC)
 0[yؚF+JPc Ӳ3˲@9&/ ]<9kVPqRM6r/d
токамаках?

Edited at 2016-05-30 06:15 am (UTC)
tnenergy
May. 30th, 2016 06:56 am (UTC)
Re: В генераторах эти наработки используются? или тольк
Смотря насколько широко брать "эти наработки". Конкретно CICC сверхпроводящие кабели пока только в научной технике - ускорителях и токамаках, но в принципе все развитие сверхпроводников вышло именно из нужд ученых.

Более менее широко сверхпроводники сейчас используются в ЯМР-томографах и в ограничителях тока. Сверхпроводящие генераторы возможно тоже более-менее массово появятся на ветряках ближайшее десятилетие.

Для всех этих прикладных задач нужно хорошее понимание как оптимизировать сверхпроводник и криосистему в ту или иную сторону, т.е. опыт всех этих ребят, что занимаются магнитами токамаков/ускорителей.
(no subject) - john_f_nash - May. 30th, 2016 07:02 am (UTC) - Expand
(no subject) - tnenergy - May. 30th, 2016 07:42 am (UTC) - Expand
(no subject) - nick_55 - May. 30th, 2016 11:59 am (UTC) - Expand
(no subject) - john_f_nash - May. 30th, 2016 03:21 pm (UTC) - Expand
(no subject) - nick_55 - May. 30th, 2016 03:41 pm (UTC) - Expand
b_my
May. 30th, 2016 10:40 am (UTC)
Re: В генераторах эти наработки используются? или тольк
john_f_nash
May. 30th, 2016 07:03 am (UTC)

А русское участие в DEMO есть?

tnenergy
May. 30th, 2016 07:47 am (UTC)
DEMO - это не международный проект, это на самом деле куча проектов рода "как нам из ИТЭР сделать промышленный термоядерный реактор". Разные варианты DEMO есть в Евросоюзе, в Японии, в Юж. Корее, в Китае, в США. В России тоже свои считали варианты, но очевидно, что самостоятельно проект финансовым размером с ИТЭР Россия не потянет.

У меня иногда желание сделать обзор проектов ДЕМО, но получается весьма скучно - десятки очень похожих конструкций отличающиеся малопонятными неспециалистам циферками.
(no subject) - ytmwasd - May. 30th, 2016 08:09 am (UTC) - Expand
(no subject) - tnenergy - May. 30th, 2016 08:19 am (UTC) - Expand
(no subject) - ytmwasd - May. 30th, 2016 10:02 am (UTC) - Expand
(no subject) - ardelfi - May. 30th, 2016 08:16 am (UTC) - Expand
(no subject) - Андрей Гаврилов - Jun. 3rd, 2016 12:37 pm (UTC) - Expand
besctar
May. 30th, 2016 07:14 am (UTC)
Не совсем понятна фраза "в мире по запасаемой энергии".
Каким образом можно с помощью магнита запасать энергию? или иное имелось в виду?

И вопрос по сверхпроводящему генератору - он в чём выигрывает - в размерах или ещё в чем?
так понимаю у обычных генераторов и так кпд близкий к 100%.
Константин Русаков
May. 30th, 2016 07:39 am (UTC)
LI^2/2, вот как.
Сверхпроводник позволяет сделать электромагнит умеренного размера.
tnenergy
May. 30th, 2016 07:44 am (UTC)
>Не совсем понятна фраза "в мире по запасаемой энергии".
>Каким образом можно с помощью магнита запасать энергию? или иное имелось в виду?

Магнит - это катушка индуктивности, и если через большую индуктивность течет большой ток, то в ней запается энергия. В магнитной системе ИТЭР например будет запасаться 45 ГДж - эквивалент 12 тонн тротила.

>И вопрос по сверхпроводящему генератору - он в чём выигрывает - в размерах или ещё в чем?
так понимаю у обычных генераторов и так кпд близкий к 100%.

В размерах и как не странно - в КПД, хотя второе не так существенно.
(no subject) - nick_55 - May. 30th, 2016 02:45 pm (UTC) - Expand
(no subject) - tnenergy - May. 30th, 2016 03:24 pm (UTC) - Expand
(no subject) - nick_55 - May. 30th, 2016 03:53 pm (UTC) - Expand
(no subject) - tnenergy - May. 30th, 2016 03:34 pm (UTC) - Expand
(no subject) - nick_55 - May. 30th, 2016 03:46 pm (UTC) - Expand
вопрос чайника - const00076 - May. 30th, 2016 02:58 pm (UTC) - Expand
Re: вопрос чайника - tnenergy - May. 30th, 2016 03:27 pm (UTC) - Expand
Re: вопрос чайника - const00076 - May. 31st, 2016 09:46 am (UTC) - Expand
(no subject) - psn84 - May. 30th, 2016 07:49 am (UTC) - Expand
b_my
May. 30th, 2016 10:22 am (UTC)
В первую очередь масса/размеры. Для низкооборотистых машин (ГЭС, ВЭС) это критично. Особенно, для ВЭС.
Начиная с некоторого момента, отсюда следует выигрыш по цене.
besctar
May. 30th, 2016 12:29 pm (UTC)
Благодарю всех за уточнения.
Исчерпывающе - на мой вопрос.
nick_55
May. 30th, 2016 02:51 pm (UTC)
Более того, кроме того, что Вам уже ответили, есть целый класс сверхпроводящих магнитов - индуктивных накопителей, СПИН или SMES - superconducting magnetic energy storage, специально предназначенных для покрытия дефицита электроэнергии в сетях при кратковременных перегрузках и снижении напряжения. Один из таких магнитов, разрабатывавшийся Висконсинским университетом в первой половине 90-х, должен был иметь диаметр обмотки порядка 100 м. Но этот проект не был реализован.
( 37 comments — Leave a comment )

Profile

tnenergy
Ядерная энергия

Latest Month

December 2017
S M T W T F S
     12
3456789
10111213141516
17181920212223
24252627282930
31      
Powered by LiveJournal.com