等离子体所在大功率长寿命等离子体炬研究方面取得进展

发布者:管理员发布时间:2024-03-28浏览次数:10

      近日,等离子体所研究团队突破了等离子体炬阴极关键技术,联合中国宝武旗下子公司宝武重工,使大功率等离子体炬阴极的连续工作时间从周量级延长到年量级,成为国际上工程可用最长寿命的级联式大功率大气压等离子体炬阴极。

  等离子体炬是热等离子体的发生装置,通过把工作气体电离形成等离子体,不仅仅能提供热源,产生的等离子体还具有很强的化学反应能。其在低碳冶金、粉末球化、碳材料制备和先进材料喷涂等领域有不可替代的优势。在产业链中,其是连接新型绿色能源产业和新材料制备产业的关键链条之一,然而,传统等离子体炬的固定式阴极烧蚀耗尽后需要不断停机更换,存在寿命短和维护成本高的问题,影响其在工业上的大规模应用。

  研究团队对等离子体炬工作模式和负载进行整体系统性创新设计,阴极烧蚀后连续渐进补给,从而解决了阴极使用寿命问题,并通过实验得到可靠的工程验证。在等离子体物理学,工程热力学,流体力学,传热学,精密机械,材料等学科充分交叉的基础上,重点克服了阴极在导电、导热、密封、水冷及连续推进等方面的障碍,目前这支500kW等离子体炬“星火500”已连续实验175个小时。

  该研究团队已经自主完成40kW等离子体炬“星光40”,500kW等离子体炬“星火500”,感应耦合等离子体炬“星河20”,正在攻坚5MW等离子体炬“星云5000”,未来,研究团队将继续在等离子体炬持续高效应用方面进行深入探索。

 

  “星火500”等离子体炬