制冷机直接冷却超导二元电流引线的优化

二元电流引线是制冷机直接冷却低温超导磁体系统的关键技术之一。对制冷机直接冷却的二元电流引线的传热情况进行理论建模和数值计算 ,确定制冷机的最小功耗和热力最优的热截流温度点工况 。

制冷机直接冷却高温超导磁体的实验研究

利用 5W / 2 0KGM制冷机对高温超导磁体 (HTS SMES)进行了直接冷却实验研究 ,HTS磁体用Bi 2 2 2 3带材绕制 ,内径 72mm ,外径 112mm ,高 110mm .高温超导磁体经过 16h冷却 ,达到 2 5 .4K低温温度 .磁体轴向温差为 2 .8K ,径向温差小于 1K .实验表明 ,设计的高温超导磁体直接冷却结构和实验装置是可行的 ,为高温超导磁储能磁体直接冷却取得了理论分析依据和实验数据 .

G-M制冷机在高温超导磁储能磁体直接冷却中的应用研究

分析了超导磁储能直接冷却的特点,对G-M制冷机应用于超导磁储能直接冷却进行了方案设计和负荷计算;针对应用于超导磁储能冷却的G-M制冷机分析了热力参数对制冷系数和熵产率的影响;根据高温超导磁体冷却的实验结果,研究了G-M制冷机在磁储能直接冷却应用中的关键技术问题。

制冷机直接冷却高温超导磁体电流引线优化设计

针对制冷机直接冷却高温超导磁体电流引线的传热特性进行理论分析,对其在不同结构模式下进行漏热计算和比较,找到了大通流(kA级)电流引线结构优化设计方法和电流引线漏热与通电电流的关系式。

低温技术在高温超导(HTS)电力系统中的应用

阐述低温技术在超导电力系统中的制冷机直接冷却技术、液氮迫流循环系统以及基于Peltier材料的Peltier冷却方法等几个重要应用。指出用微低温工程学 (micro nanocryogenics)观点研究三维低温界面层和界面层热阻对高温超导动态稳定性的影响是高温超导电力应用低温技术的研究热点及重要研究方向之一。

35kJ／7kW直接冷却高温超导磁储能系统

介绍了直接冷却高温超导磁储能(SMES)系统(35 kJ／7 kW)的总体结构和基本试验结果。该系统主要由超导磁体、低温系统、功率调节系统和监控系统组成。实验结果表明．通过直接冷却将储能磁体成功冷却到了20 K以下;储能磁体的直流临界电流达到150 A,临界储能量84 kJ,磁体中心场强4．5 T;监控系统和变流器能控制SMES与系统快速独立地在四象限进行有功功率和无功功率交换;在电力系统动态模拟实验中,SMES能有效抑制电力系统中因发电机机端短路故障引起的功率振荡。

150kJ/100kW直接冷却高温超导磁储能系统

高温超导磁储能系统(SMES)是一种功率型的储能装置,本文介绍了国内自主研发的150 kJ/100 kW直接冷却高温超导磁储能系统的总体结构和基本试验结果。高温超导磁体由Bi2223/Ag和YBCO两种超导带材绕制而成,通过直接冷却方式将储能磁体成功冷却到了17 K左右。经测试,储能磁体的直流临界电流达到180 A,临界储能量157 k J,磁体中心场强4.7 T;该SMES能快速独立地在四象限进行有功功率和无功功率交换,响应速度小于10 ms;在电力系统动态模拟实验中,SMES有效抑制了电力系统中因发电机机端短路故障引起的功率振荡。

高温超导直接冷却中AlN与Bi-2223间界面热阻的实验研究

基于微结构低温工程学 ,提出三维低温界面层的概念 ,指出界面热阻是制冷机直接冷却超导磁体需要解决的关键技术之一。以GM制冷机为冷源 ,按稳态热流法原理测量了Bi 2 2 2 3、AlN的热导率及它们之间的低温界面热阻。在 0 15MPa～ 0 5 5MPa压力范围内 ,AlN和Bi 2 2 2 3间的界面热阻随界面层温度和接触压力的升高而降低 ,并随接触界面处温度的不同表现出不同的变化率。当界面层Bi 2 2 2 3侧温度为 5 5K时 ,在 0 5 469MPa的接触压力作用下 ,Bi 2 2 2 3和AlN间的界面热阻是厚度为 10mm的AlN垫片体积热阻的 3 8 86倍 ,是接触压力 0 2 2 81MPa时界面热阻的 3 8 7%。

直接冷却中高温超导电流引线的传热研究

降低高温超导电流引线向低温环境的漏热， 以及实现电流引线与制冷机冷头导热不导电的直接接触冷却， 是制冷机直接冷却超导系统走向应用的关键技术之一。本文提出了高温超导电流引线的基本结构， 并对进入制冷机一、二级冷头的漏热进行了理论推导和数值模拟计算。

高温超导SMES磁体直接冷却的热分析

用G-M制冷机(5W/20K)将Bi2223带材绕制的SMES超导磁体,在10^(-3)Pa真空度下,从常温300K左右冷却到25K,得到了磁体冷却过程速率和磁体温度分布。在实验研究超导磁体降温特性的基础上,对SMES磁体的冷却过程进行了热分析,实验研究表明为使超导磁体有效地冷却和稳定运行,除了减小磁体漏热和其内部发热,有效控制热传导部件间的接触界面热阻是高温超导直接冷却磁储能装置研发应用中的关键技术问题。

直接冷却中氮化铝与无氧铜低温真空接触热导的实验研究

以5W／20K小型G-M制冷机为冷源，对低温下氮化铝（AlN）与无氧铜（OFHC）界面的接触热导进行了实验研究和分析。在45～140K内，氮化铝／无氧铜界面接触热导随温度的升高而增大，同时亦随接触压力的增加而增大。实验中同时得到了氮化铝在低温下的热导率，随温度的升高，氮化铝热导率值逐渐增大。就氮化铝低温热导率及氮化铝／无氧铜接触界面热阻随温度变化规律进行了微结构机理分析。

我国直接冷却高温超导磁储能系统成功实现动模实验试运行

由国家“863”计划支持的我国第一台直接冷却高温超导磁储能系统（SMES）在华中科技大学成功实现了动态物理模拟实验（简称动模实验）试运行。该系统的研制，标志着我国在超导电力应用上取得突破，并为抑制电力系统振荡、提高电力系统的稳定性，预防电力系统因故障而导致系统解列、提高电力系统可靠性提供了新的技术途径。

高导热高电绝缘AlN低温特性及热分析

基于AlN在超导应用的低温实验基础上 ,报道上海硅酸盐研究所研制的AlN材料在低温 30K～ 1 6 0K温度范围的热导率 ,实验表明其热导率随温度增加而增大 ;并从低温微结构工程学角度来阐明它的传热机理与热分析。