Российская сверхпроводниковая индустрия пополнилась образцами мощнейших токовводов и токоподводов

Комиссия Блока по управлению инновациями Госкорпорации «Росатом» выполнила приемку работ НИЦ «Курчатовский институт» по государственному контракту проекта «Сверхпроводниковая индустрия». Специалисты научно-исследовательского центра представили приемочной комиссии опытные образцы токовводов  для применения в электроэнергетике, ускорительном оборудовании и устройствах термоядерного синтеза.

 Всего отделом сверхпроводниковых и криогенных устройств отделения сверхпроводимости НИЦ «Курчатовский институт» в рамках договорных обязательств были изготовлены одна пара токовводов электроэнергетического назначения, две пары токовводов для ускорительной техники и одна пара – для устройств термоядерного синтеза, два опытных образца токоподводов длиной 1 и 10 метров, а также производственное и испытательное оборудование.

И.о. начальника лаборатории электроэнергетических устройств отделения сверхпроводимости НИЦ «Курчатовский институт» Михаил Новиков рассказал о технических характеристиках экспериментального оборудования по изготовлению длинномерных образцов токонесущих элементов. Производственный комплекс может выпускать сильноточный геликоидальный токонесущий элемент с минимальным диаметром всего 5-6 мм, состоящий из множества ВТСП-лент. В этом заключается его уникальность: электрический ток в ВТСП-лентах течет по хрупкому слою керамики, поэтому требуется точный расчет деформации этого слоя при намотке, а также соблюдение «углов», «шагов» и «натяжений», что требует высокой синхронизации движений формера токонесущего элемента с обкруткой его лентами. – Все это обеспечивается разработанным нами оборудованием и установленной на нем программируемой автоматикой, - сообщил Михаил Новиков. – В Европе такая установка единственная. В ближайшее время на ее основе мы планируем разработать серийные образцы, чтобы изготавливать промышленные конструкции токонесущих элементов для разных задач. Михаил Новиков также продемонстрировал первый десятиметровый образец токонесущего элемента, который был сделан на новом оборудовании для отработки технологии и успешно прошел испытания.

Сегодня сильноточные токонесущие элементы, состоящие из нескольких ВТСП-лент, активно применяются  при разработке перспективных электроэнергетических устройств: генераторов,  импульсных магнитов – накопителей энергии, лабораторных магнитов большого объема, индуктивных токоограничителей, термоядерных устройств и космических двигателей. Кроме того, прорабатываются возможности создания в ближайшие 10 – 20 лет ряда крупных магнитных систем из высокотемпературных сверхпроводников: это устройства термоядерного синтеза, магниты ускорителей частиц, плазменные двигатели большой мощности и ряд технических решений по экранированию космических аппаратов от радиации заряженных частиц.

Специалисты отделения сверхпроводимости НИЦ «Курчатовский институт» также в полном объеме выполнили работы по созданию токовводов для электроэнергетики, ускорительной техники и устройств термоядерного синтеза. Ответственным исполнителем работ по разработке и созданию токовводов является начальник лаборатории физико-технических проблем криостатирования Иван Алексеевич Ковалев.

В частности, изготовлены опытные образцы токовводов и соединительных муфт для электроэнергетики. По разработкам специалистов НИЦ «Курчатовский институт» изготовлены девять комплектов промышленных токовводных и соединительных муфт для самой длинной ВТСП-линии электропередачи протяженностью 2,5 км, которая будет обеспечивать электроэнергией один из районов Санкт-Петербурга. Этот проект в целом ведет ОАО «НТЦ ФСК ЕЭС». Токовводные и соединительные муфты в составе прототипа линии ЛЭП длиной 60 метров прошли испытания в экспериментальном зале Курчатовского института – достигнута сила тока на 30 процентов выше требований технического задания: 3,5 кА вместо 2,5 кА. Прототип линии испытан при рабочем напряжении 20 кВ и при повышенном напряжении – 50 кВ. В настоящее время данные токовводные и соединительные муфты проходят испытания в составе ЛЭП протяженностью 400 метров. Начальник отдела сверхпроводниковых устройств НИЦ «Курчатовский институт» Михаил Сурин назвал прецедент с тиражированием токовводов для электроэнергетических нужд реальной перспективой их коммерциализации.

 Переходом в серию завершилась и разработка Курчатовским институтом опытных образцов токовводов для ускорительной техники. - Мы сделали две пары таких токовводов и направили их на испытания в Объединенный институт ядерных исследований в Дубне, где в международной кооперации строится российский коллайдер «NICA», - рассказал Михаил Сурин. – По итогам испытаний наши токовводы показали значительно лучшие параметры, чем у китайских аналогов, которые ранее руководство ОИЯИ планировало закупить для укомплектования «NICA». Поставленные Курчатовским институтом в Дубну образцы токовводов обеспечили теплоприток в гелий всего 1,5 Вт и высокую скорость введения тока – свыше 10 килоампер в секунду. После испытаний дирекция института ядерных исследований обратилась к руководству Курчатовского института с просьбой оснастить «NICA» нашими тоководами. Сейчас мы готовимся к заключению коммерческого договора на поставку 19 пар токовводов. Это еще один конкретный пример тиражирования опытных образцов продукции, таким образом, мы в очередной раз достигли поставленной проектом цели – выйти на тиражирование. В дальнейшем рассматриваем возможность поставки токовводов в ЦЕРН для реконструкции Большого адронного коллайдера и других проектов, где требуется несколько тысяч экземпляров.

Главный специалист Блока по управлению инновациями Госкорпорации «Росатом» Дмитрий Змиенко отметил, что все образцы токовых вводов на основе ВТСП-2, представленные Курчатовским институтом,  соответствуют всем заданным рабочим параметрам и выполнены в соответствии с требованиями технического задания государственного контракта, а демонстрация опытных образцов проведена точно по графику карты проекта «Сверхпроводниковая индустрия». Заместителем генерального директора Госкорпорации «Росатом» - директором Блока по управлению инновациями Вячеславом Першуковым поставлена задача: выявить в рамках проекта перспективные для коммерциализации продукты и подготовить предложения по скорейшему выводу их на рынок.