超导磁体气冷电流引线的优化设计

从超导磁体气冷电流引线的经典微分方程出发,将电流引线分为很少的几段,提出了一种较为精确计算电流引线长横比及由电流引线末端流入低温容器热量的计算方法。并以黄铜为例计算了电流引线的长横比和流入低温容器的热量。

超导磁体气冷电流引线优化设计

提出了一种较为准确的计算超导磁体气冷电流引线最优长横比与电流引线末端流向低温容器热量的方法。根据电流引线的热平衡方程,利用程序设计,采用反复迭代、逐步逼近的方法,并以无氧铜材料为例,计算了10kA电流引线的长横比与流入低温容器的最小漏热。

超导磁体的气冷电流引线

提出了一种较为精确计算电流引线长横比及由电流引线末端流入低温容器热量的计算方法。在确定了电流引线的长横比之后,一个重要的问题是确定电流引线的截面积,从而进一步由长横比确定电流引线的长度。从传热学中的特征式关联式出发,给出一种电流引线冷却面积的计算方法,并以黄铜为例计算了电流引线的结构尺寸。

高温超导交流磁体气冷电流引线的优化设计和实验

通过研究交流超导磁体气冷电流引线两段式模型的优化设计,使得其向低温系统的漏热达到最小,并自行设计热测法实验装置进行了实验研究。结果表明在引线顶端温度为300 K、引线下端温度为77 K、引线传输电流为460 A的情况下,得到最佳引线直径为7.9 mm,与实验值8 mm符合。对交流电流引线的趋肤效应进行了分析和讨论。

超导磁体电流引线氦气流阻研究

超导磁体电流引线中氦气流阻是设计电流引线时的一个很重要参数。计算电流引线片中氦气流阻比较好的方法是采用有限元软件F luent。由于氦气模型庞大的有限元单元数,因此该文中对模型进行了简化和分段,相邻模型段间采用流量边界条件和压力边界条件进行耦合。

北京正负电子对撞机重大改造工程中超导磁体电流引线设计

北京正负电子对撞机重大改造工程(BEPCⅡ)中超导聚焦四极磁体(SCQ)共有6对电流引线,输送4种不同大小的电流。超导探测器磁体(SSM)由1对4 000 A的电流引线输送电流。本文为SCQ和SSM两个超导磁体设计多层套管结构的电流引线。引线通过在低温端增加大质量铜座的方法来延长当冷却氦气消失时低温端温度上升到超导导线失超温度的时间。给出了多层套管结构电流引线稳态与非稳态大型CFD软件Fluent6.0数值模拟结果。

FAIR收集环二极超导磁体电流引线的概念设计

阐述了FAIR收集环二极超导磁体电流引线的基本原理,给出了电流引线的主要参数及初步设计方案,提出了使用复合材料和通过结构优化以减小电流引线的漏热,并根据电流引线的传热特性进行了漏热的分析和计算,实验结果验证了概念设计的可行性。

HTS电流引线助推超导磁体应用开发

对磁体致冷是维持超导态必不可少的条件,由于深低温技术的复杂性和昂贵的造价曾制约了超导磁体应用的推广,其中电流引线是磁体系统最主要热负荷。经历高温超导(HTS)材料20多年的研发,人们认识到产生强磁场的超导磁体仍需运行在30K以下。热导率与不锈钢可比的HTS材料在80K以下可承载电流而无焦耳热,采用HTS电流引线可使超导磁体的致冷运行费和设备投资大幅度降低,操作简便。因此,它是超导磁体扩大应用的助推器。介绍其使用特点和应用举例。

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。

超导磁体电流引线的优化研究

本文提出了一种在不同条件下计算超导磁体电流引线漏热、最高温度与过载电流之间关系等一系列问题的方法,同时给出了制作电流引线的选材原则。

闭环运行超导磁体用可拔自冷电流引线的设计

本文简要介绍了几种较成熟的自冷电流引线的理论设计方法,作为设计例子,对500A电流引线进行了简单的设计计算。

基于超导磁体的高温超导电流引线的传热优化

简述并分析了超导磁体系统中高温超导电流引线的冷却结构、国内外电流引线研究现状以及铜引线传热优化设计,其中,优化设计过程中高温超导电流引线承载电流为150 A,截流温度为70 K,铜引线高温端温度为290 K,通过最佳尺寸经验公式法与MATLAB优化工具分别对铜段电流引线进行传热优化设计,最后确定铜引线最小漏热为9.95 W,铜引线直径为6.4 mm,横截面积为32 mm^(2),长度为712 mm,并展望了高温超导电流引线的发展趋势。

制冷机直接冷却的超导磁体系统

研制了制冷机直接冷却的５ Ｔ， Ｎｂ Ｔｉ超导磁体系统。使用国产４ Ｋ级制冷量有０５ Ｗ 的 Ｇ Ｍ 制冷机， 国产 Ｂｉ２２２３ 高温超导体电流引线和国产 Ｎｂ Ｔｉ超导线。针对传导冷却超导磁体系统的特性， 在磁体结构、环氧浸渍、电流引线与制冷机联结结构等做了特殊设计。为了尽量缩短整个系统的冷却时间和解决制冷机的一级制冷量不足， 使用了液氮冷却的辐射屏和用液氮预冷磁体的方案。

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 。

传导冷却超导磁体系统的技术发展与应用

简述传导冷却超导磁体系统及微型制冷机技术和高温超导电流引线的发展历史 ,对已报道的一些超导磁体的情况进行了归纳 ,分析了传导冷却超导磁体系统的关键技术所在 ,提出了传导冷却磁体系统设计中应注意或有待研究的一些问题。

制冷机直接冷却式小型超导磁体测试装置研制

成功研制了一套制冷机直接冷却式小型超导磁体测试装置,该测试装置特点为:G-M制冷机直接冷却超导磁体;便于拆装的机械结构;设计电流500A;常导电流引线采用无氧铜与黄铜的组合设计结构;实时采集记录温度、电阻、电流电压等数据;人性化的上位机用户操作界面。对比国内外同类装置,测试装置性能达到国际领先水平。

超导Wiggler磁体用高温超导电流引线的设计与实验

通过升级改造了合肥国家同步辐射实验室超导Wiggler磁体的低温系统,将原先低温系统的铜电流引线升级为高温超导电流引线,同时采用GM制冷机对高温超导电流引线进行传导冷却。在完成设计和首次降温实验、通电实验后,对实验数据进行分析,对低温系统的制冷量进行分配调整,用于改善低温系统的安全运行裕度。调整后的实验结果证明,高温超导电流引线的降温时间缩短了0.7小时,高温超导段的最低温度降低了7 K,460 A电流引线的最大运行电流提升了19%,20 A电流引线的最大运行电流提升了30%。

绝缘缺陷对高温超导电流引线低温绝缘性能的影响

为揭示绝缘材料微观缺陷对高温超导电流引线低温绝缘性能的影响程度,以用于某大型超导磁体系统的16 kA高温超导电流引线为研究对象,阐述了其结构组成和绝缘材料的选择依据,基于有限元技术进行了10 kV直流电压条件下的电场强度分析,结果表明,绝缘结构突变部位和绝缘材料中的气隙引起严重的电场集中,从而导致高温超导电流引线在工作过程中的绝缘安全裕度大幅降低,因此,万安级高温超导电流引线的结构设计应避免尖端结构,同时在绝缘结构制作过程中尽可能降低绝缘材料的气隙率。

变负荷电流引线的设计

超导核聚变实验装置(EAST)的极向场超导磁体常常运行在空载、变电流条件下;;将这种电流引线设计成过载电流引线可以进一步降低低温系统的热负荷。本文计算了不同材料制作的电流引线在额定电流和过载情况下的漏热、温度分布等参数;;在分析计算的基础上给出了制造电流引线时的选材原则以及过载运行的条件。