CN109285647B - 一种用于大电流高温超导电流引线的液氦浸泡式低温超导组件 - Google Patents

一种用于大电流高温超导电流引线的液氦浸泡式低温超导组件 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于大电流高温超导电流引线的液氦浸泡式低温超导组件，其特征在于：包括有低温超导铜头，所述低温超导铜头的一端截面为圆形，且其圆周面上分布有卡槽，所述卡槽中分别卡装有低温超导线，且通过高温超导叠压装，所述低温超导铜头的另一端截面为方形，其两侧面设有凹槽，所述低温超导线的延伸段分别卡装在凹槽内，且通过不锈钢盖板压紧固定构成低温超导接头。本发明结构设计合理，整合高温超导段冷端、低温超导段与低温超导接头三部分为一个整体，不仅降低了接触电阻，而且简化了用户加工和安装的工艺，节约运行成本，有效保证了高温超导电流引线的运行安全。

Description

一种用于大电流高温超导电流引线的液氦浸泡式低温超导 组件
技术领域：
本发明涉及大型热核聚变装置或其它大型电磁装置的超导磁体的供电馈线领域，主要涉及一种用于大电流高温超导电流引线的液氦浸泡式低温超导组件。
背景技术：
高温超导电流引线是用于连接室温电源和低温超导磁体，从室温过渡到液氦温区的电连接装置。对于超导磁体，常规的电流引线是向低温系统漏热的主要热源；由于Bi-2223和YBCO等高温超导材料在液氮温区具有零电阻率和低热导率特点，其应用在高温超导电流引线能够减少低温系统约一半的冷量消耗，进而有效减少低温系统的建设投资和运行费用。
电流引线是超导装置中的关键部件之一，它对于超导磁体的稳定工作以及低温系统的成本，具有重要意义。追求稳定性和最小漏热一直是电流引线设计的首要目标。
本申请设计结合了金属部分的材料，结构，接触电阻，低温超导材料性能等要素之间耦合关联的特性，使得结构模块化，工艺简单且安装方便；同时高温超导段冷端与低温超导段为一个整体，浸泡液氦中，整个低温超导段工作在液氦环境中，这样有效的保证了低温超导段的稳定低温环境，简化了系统结构，而且高温超导热端温度可以稳定控制，用户安装和运行维护也非常方便。
发明内容：
本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种用于大电流高温超导电流引线的液氦浸泡式低温超导组件，具有结构模块化、低漏热、载流能力强、安全性高等特点。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种用于大电流高温超导电流引线的液氦浸泡式低温超导组件，其特征在于：包括有低温超导铜头，所述低温超导铜头的一端截面为圆形，且其圆周面上分布有卡槽，所述卡槽中分别卡装有低温超导线，且通过高温超导叠压装，所述低温超导铜头的另一端截面为方形，其两侧面设有凹槽，所述低温超导线的延伸段分别卡装在凹槽内，且通过不锈钢盖板压紧固定构成低温超导接头。
所述的低温超导铜头的中部设有排气通孔。
所述的低温超导铜头的圆形段与方形段之间通过锥形段过渡，且低温超导线的过渡段均匀排布并贴合在低温超导铜头中间的锥形面上。
所述的低温超导线先由磨具压制处理成型后放置在卡槽内，所述高温超导叠真空锡焊在卡槽内。
所述的低温超导铜头上截面为方形所在段的两侧面上分别设有用于卡装不锈钢盖板的限位台阶，所述限位台阶分别在两端且向内凹陷，所述不锈钢盖板上设有与限位台阶配合的凸台。
所述的不锈钢盖板通过真空焊接加螺栓压紧的方式固定在低温超导铜头两侧的凹槽内，且螺栓安装在限位台阶与凸台的配合处。
所述的低温超导接头的低温超导铜头的外表面采用镀银处理。
所述的高温超导叠由多层Bi-2223/AgAu超导带真空焊接而成。
上述方案中整合高温超导段冷端、低温超导段与低温超导接头三部分为一个整体，不仅降低了接触电阻，而且简化了用户加工和安装的工艺，节约运行成本，有效保证了高温超导电流引线的运行安全。
其中高温超导段冷端为高温超导叠，高低温超导组件中间过渡的低温超导线先由磨具压制处理成型后放置高温超导叠下方槽内，与高温超导叠同时真空锡焊，降低接触电阻，简化工艺过程，低温超导段由多根低温超导线真空锡焊于低温端铜头两侧槽内并有不锈钢压板压紧，真空锡焊加螺栓压紧的方式连接，不仅可以安装牢固，而且可以减小接触电阻，降低焦耳热。低温超导组件末端低温超导接头铜表面镀银处理，为电流引线与低温超导磁体搭接提供了低接触电阻条件。
本发明的优点是：
本发明结构设计合理，整合高温超导段冷端、低温超导段与低温超导接头三部分为一个整体，不仅降低了接触电阻，而且简化了用户加工和安装的工艺，节约运行成本，有效保证了高温超导电流引线的运行安全。
附图说明：
图1为本发明的结构示意图。
图2为图1中的A-A剖视图。
图3为图1中的B-B剖视图。
具体实施方式：
参见附图。
一种用于大电流高温超导电流引线的液氦浸泡式低温超导组件，包括有低温超导铜头3，所述低温超导铜头3的一端截面为圆形，且其圆周面上分布有卡槽，所述卡槽中分别卡装有低温超导线2，且通过高温超导叠1压装，所述低温超导铜头2的另一端截面为方形，其两侧面设有凹槽，所述低温超导线2的延伸段分别卡装在凹槽内，且通过不锈钢盖板4压紧固定构成低温超导接头。
所述的低温超导铜头3的中部设有排气通孔。
所述的低温超导铜头3的圆形段与方形段之间通过锥形段过渡，且低温超导线2的过渡段均匀排布并贴合在低温超导铜头中间的锥形面上。
所述的低温超导线2先由磨具压制处理成型后放置在卡槽内，所述高温超导叠1真空锡焊在卡槽内。
所述的低温超导铜头3上截面为方形所在段的两侧面上分别设有用于卡装不锈钢盖板的限位台阶，所述限位台阶分别在两端且向内凹陷，所述不锈钢盖板4上设有与限位台阶配合的凸台。
所述的不锈钢盖板4通过真空焊接加螺栓压紧的方式固定在低温超导铜头3两侧的凹槽内，且螺栓安装在限位台阶与凸台的配合处。
所述的低温超导接头的低温超导铜头3的外表面采用镀银处理。
所述的高温超导叠1由多层Bi-2223/AgAu超导带真空焊接而成。
其具体使用时的过程是：低温超导铜头3末端方形截面区域铜面与被连接低温超导接头搭接后，将此区域垂直浸泡液氦中，液面至低温超导铜头3圆形段与方形段之间的锥型过渡段中间位置，使被不锈钢盖板4卡装在凹槽内的低温超导线2的延伸段处于液氦浸泡状态；低温超导铜头3中部的排气通孔也使蒸发的冷氦气向低温超导铜头3圆形截面区域的内部流通，同时低温超导铜头3圆形截面区域外侧的高温超导叠1也处于蒸发的冷液氦气环境。
以上所述仅为本发明设计的较佳实施例而已，并不用以限制本发明设计，凡在本发明设计的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明设计的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种用于大电流高温超导电流引线的液氦浸泡式低温超导组件，其特征在于：包括有低温超导铜头，所述低温超导铜头的一端截面为圆形，且其圆周面上分布有卡槽，所述卡槽中分别卡装有低温超导线，且通过高温超导叠压装，所述低温超导铜头的另一端截面为方形，其两侧面设有凹槽，所述低温超导线的延伸段分别卡装在凹槽内，且通过不锈钢盖板压紧固定构成低温超导接头；
所述的低温超导铜头上截面为方形所在段的两侧面上分别设有用于卡装不锈钢盖板的限位台阶，所述限位台阶分别在两端且向内凹陷，所述不锈钢盖板上设有与限位台阶配合的凸台；
所述的不锈钢盖板通过真空焊接加螺栓压紧的方式固定在低温超导铜头两侧的凹槽内，且螺栓安装在限位台阶与凸台的配合处；
低温超导铜头末端方形截面区域铜面与被连接低温超导接头搭接后，将此区域垂直浸泡液氦中，液面至低温超导铜头圆形段与方形段之间的锥型过渡段中间位置，使被不锈钢盖板卡装在凹槽内的低温超导线的延伸段处于液氦浸泡状态；低温超导铜头中部的排气通孔也使蒸发的冷氦气向低温超导铜头圆形截面区域的内部流通，同时低温超导铜头圆形截面区域外侧的高温超导叠也处于蒸发的冷液氦气环境。
2.根据权利要求1所述的用于大电流高温超导电流引线的液氦浸泡式低温超导组件，其特征在于：所述的低温超导铜头的中部设有排气通孔。
3.根据权利要求1所述的用于大电流高温超导电流引线的液氦浸泡式低温超导组件，其特征在于：所述的低温超导铜头的圆形段与方形段之间通过锥形段过渡，且低温超导线的过渡段均匀排布并贴合在低温超导铜头中间的锥形面上。
4.根据权利要求1所述的用于大电流高温超导电流引线的液氦浸泡式低温超导组件，其特征在于：所述的低温超导线先由磨具压制处理成型后放置在卡槽内，所述高温超导叠真空锡焊在卡槽内。
5.根据权利要求1所述的用于大电流高温超导电流引线的液氦浸泡式低温超导组件，其特征在于：所述的低温超导接头的低温超导铜头的外表面采用镀银处理。
6.根据权利要求1所述的用于大电流高温超导电流引线的液氦浸泡式低温超导组件，其特征在于：所述的高温超导叠由多层Bi-2223/AgAu超导带真空焊接而成。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109285647B (zh) * 2018-09-26 2019-12-17 中国科学院合肥物质科学研究院 一种用于大电流高温超导电流引线的液氦浸泡式低温超导组件
CN111584180B (zh) * 2020-06-05 2021-12-28 中国科学院合肥物质科学研究院 一种快速励磁超导磁体与电流引线间低应力安全传输装置
CN112038035B (zh) * 2020-09-18 2022-03-25 中国科学院合肥物质科学研究院 一种基于层间叠片整体热传导的密绕型超导磁体制冷装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1276171A2 (en) * 2001-07-10 2003-01-15 Hitachi, Ltd. Superconductor connection structure
CN101694908A (zh) * 2009-09-30 2010-04-14 中国科学院等离子体物理研究所 用于高温超导电流引线冷端、低接头电阻的低温超导组件
CN102769214A (zh) * 2012-07-18 2012-11-07 合肥科烨电物理设备制造有限公司 大电流分布式超导导体接头
CN105171169A (zh) * 2015-08-20 2015-12-23 合肥聚能电物理高技术开发有限公司 一种超导电流引线与超导缆线的锡焊工艺

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01310515A (ja) * 1988-06-08 1989-12-14 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd ガス冷却式電流リードの構造
JPH09219309A (ja) * 1996-02-13 1997-08-19 Tokyo Electric Power Co Inc:The 超電導導体の接続部
JP2000030776A (ja) * 1998-07-07 2000-01-28 Fujikura Ltd 超電導電流リード部の接続構造
CN1873847B (zh) * 2006-05-25 2010-04-21 中国科学院等离子体物理研究所 高温超导大电流引线冷端与超导传输线低电阻接头
JP2013125721A (ja) * 2011-12-16 2013-06-24 Panasonic Corp 誘導加熱装置
JP5829634B2 (ja) * 2013-01-23 2015-12-09 昭和電線ケーブルシステム株式会社 超電導ケーブルの端末構造体
CN103258615B (zh) * 2013-04-17 2015-06-03 中国科学院等离子体物理研究所 一种与高温超导叠直接搭接的迫流冷却低温段
CN103219124B (zh) * 2013-04-26 2015-06-10 宁波健信机械有限公司 采用外供液氮冷却可拔段的高温超导电流引线
CN104600535B (zh) * 2015-01-26 2017-04-05 中国科学院等离子体物理研究所 超导缆与铜接头的真空压力浸渍软钎焊工艺
JP6791782B2 (ja) * 2017-02-20 2020-11-25 住友電気工業株式会社 超電導機器の端末構造
CN111933378A (zh) * 2018-01-22 2020-11-13 中国科学院合肥物质科学研究院 一种超导托卡马克磁体的分布式电流和冷质传输馈线系统
CN109285647B (zh) * 2018-09-26 2019-12-17 中国科学院合肥物质科学研究院 一种用于大电流高温超导电流引线的液氦浸泡式低温超导组件

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1276171A2 (en) * 2001-07-10 2003-01-15 Hitachi, Ltd. Superconductor connection structure
CN101694908A (zh) * 2009-09-30 2010-04-14 中国科学院等离子体物理研究所 用于高温超导电流引线冷端、低接头电阻的低温超导组件
CN102769214A (zh) * 2012-07-18 2012-11-07 合肥科烨电物理设备制造有限公司 大电流分布式超导导体接头
CN105171169A (zh) * 2015-08-20 2015-12-23 合肥聚能电物理高技术开发有限公司 一种超导电流引线与超导缆线的锡焊工艺

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"R&D Towards HTS Current Leads for ITER";Pierre Bauer;《 IEEE TRANSACTIONS ON APPLIED SUPERCONDUCTIVITY》;20090623;1500-1503页 *

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