CN109994298A - 一种用于聚变装置冷屏的迷宫结构 - Google Patents

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周健
白玉成
周凯
陆坤
宋云涛
倪小军
戎保
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    • H01F6/00—Superconducting magnets; Superconducting coils
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Abstract

本发明公开了一种用于聚变装置冷屏的迷宫结构，其特征在于，包括固定在内冷屏上的迷宫接口一和固定在外冷屏上的迷宫接口二，迷宫接口一与迷宫接口二的上下和左右间距可调，迷宫接口一与迷宫接口二对接。本发明原理简单可靠，结构易于拆装，通过迷宫结构，充分补偿了由于内外冷屏变形不一致而产生的相互接触干涉问题，同时又保留了冷屏最重要的热屏蔽功能。并且本发明形式多样，可以根据接口处不同的形状和尺寸选取相应的迷宫结构，实用性强。

Description

一种用于聚变装置冷屏的迷宫结构
技术领域
本发明属于核聚变技术领域，具体涉及到一种用于聚变装置冷屏的迷宫结构。
背景技术
在核聚变装置中，冷屏作为重要的部件之一，其主要功能是为超导磁体(4K)提供一个80K左右的热屏蔽。聚变装置中冷屏分为内冷屏和外冷屏两种，内外冷屏相互独立不接触，共同构成一个不透光的空间来保护磁体。冷屏在运行过程中受到降温和电磁力等作用会产生轴向和径向的变形，内外冷屏由于结构以及载荷的不同会导致不同程度的变形。为了使内外冷屏在运行时能够相互不影响，在内外冷屏的接口处设计迷宫结构，充分吸收各自的变形。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于聚变装置冷屏的迷宫结构，有结构简单，形式多样，易于拆装等特点。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种用于聚变装置冷屏的迷宫结构，其特征在于，包括固定在内冷屏上的迷宫接口一和固定在外冷屏上的迷宫接口二，迷宫接口一与迷宫接口二的上下和左右间距可调，迷宫接口一与迷宫接口二对接。
所述的一种用于聚变装置冷屏的迷宫结构，其特征在于，所述迷宫接口一与迷宫接口二上均开有腰型孔，便于调节在内、外冷屏上的上下安装位置。
所述的一种用于聚变装置冷屏的迷宫结构，其特征在于，所述迷宫接口一采用“L”型迷宫接口，迷宫接口二采用“L”型接口，迷宫接口一与迷宫接口二对接构成“L”+“L”型迷宫结构。
所述的一种用于聚变装置冷屏的迷宫结构，其特征在于，所述迷宫接口一采用“C”型迷宫接口，迷宫接口二采用“C”型接口，迷宫接口一与迷宫接口二对接构成“C”+“C”型迷宫结构。
所述的一种用于聚变装置冷屏的迷宫结构，其特征在于，所述迷宫接口一采用“E”型迷宫接口，迷宫接口二采用“E”型接口，迷宫接口一与迷宫接口二对接构成“E”+“E”型迷宫结构。
所述的一种用于聚变装置冷屏的迷宫结构，其特征在于，所述迷宫接口一采用“L”型迷宫接口，迷宫接口二采用“C”型接口，迷宫接口一与迷宫接口二对接构成“L”+“C”型迷宫结构。
所述的一种用于聚变装置冷屏的迷宫结构，其特征在于，所述迷宫接口一采用“C”型迷宫接口，迷宫接口二采用“E”型接口，迷宫接口一与迷宫接口二对接构成“C”+“E”型迷宫结构。
所述的一种用于聚变装置冷屏的迷宫结构,其特征在于，所述迷宫结构型号的选取取决于内、外冷屏在接口处的形状与间距。
迷宫结构中两种接口之间的上下和左右间距能够充分吸收掉冷屏冷却和电磁力作用产生的变形，在保证内外冷屏不接触的前提下完成热屏蔽的功能。
本发明的有益效果：
本发明结构简单，易于拆装，通过迷宫结构，充分补偿了由于内外冷屏变形不一致而产生的相互接触干涉问题，同时又保留了冷屏最重要的热屏蔽功能，并且本发明形式多样，可以根据接口处不同的形状和尺寸选取相应的迷宫结构，实用性强。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1是本发明的结构示意图。
图2是聚变装置冷屏位置示意图。
图3是迷宫接口型号示意图。
图4“L”+“L”型迷宫结构示意图。
图5“C”+“C”型迷宫结构示意图。
图6“E”+“E”型迷宫结构示意图。
图7“L”+“C”型迷宫结构示意图。
图8“C”+“E”型迷宫结构示意图。
图中标号：1-“C”型接口；2-“E”型接口；3-低温部件；4-内冷屏；5-外冷屏；6-高温部件；7-“L”型接口，8-腰型孔。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明所依据的原理如下：
图2聚变装置冷屏位置示意图中，内外冷屏要完全屏蔽由高温部件通过辐射方式传递到低温部件的热量，外冷屏的高度H2必须满足：
上式中，H1是内冷屏高度，H2是外冷屏高度，L0是高温部件与低温部件的水平距离，L1是内冷屏与低温部件的水平距离，L2是外冷屏与内冷屏的水平距离。
从上式可以得到以下两点结论：①在其他因素不变的情况下，为了防止热漏的发生，外冷屏高度H2必须足够的高，才能与外冷屏一起屏蔽掉高温部件辐射到低温部件的热量；②外冷屏高度H2基本与内外冷屏的水平间距成正比，即内外冷屏越靠近，外冷屏的高度就可以越低。
由于整个聚变在运行期间，内外冷屏会受到降温和瞬态涡流电磁力的作用二发生变形。这其中最主要的当属降温引起的冷收缩，内外冷屏会在轴向和径向发生不同程度的收缩变形。这样以来，如果要保证内外冷屏的热屏蔽效果，外冷屏的高度需要更高。而聚变装置内部结构复杂，外冷屏不断的增加高度会与其他零部件产生干涉。而采用迷宫结构后，在保证不发生热漏的前提下，能够充分的降低外冷屏的高度，从而保证冷屏与其他零部件保持合理的间距。
实施例
如图1、2、3所示，一种用于聚变装置冷屏的迷宫结构，包括固定在内冷屏4上的迷宫接口一和固定在外冷屏5上的迷宫接口二，迷宫接口一与迷宫接口二的上下和左右间距可调，迷宫接口一与迷宫接口二对接。迷宫接口一与迷宫接口二上均开有腰型孔8，便于调节在内、外冷屏4、5上的上下安装位置。
首先通过仿真计算或者经验估算，给出内、外冷屏4、5由于冷却和电磁力作用在接口处产生的变形大小和方向；根据内、外冷屏4、5在接口处的变形大小和方向，选取不同型号的迷宫结构。
如图4所示，迷宫接口一采用“L”型迷宫接口7，迷宫接口二采用“L”型接口7，迷宫接口一与迷宫接口二对接构成“L”+“L”型迷宫结构。
如图5所示，迷宫接口一采用“C”型迷宫接口，迷宫接口二采用“C”型接口，迷宫接口一与迷宫接口二对接构成“C”+“C”型迷宫结构。
如图6所示，迷宫接口一采用“E”型迷宫接口，迷宫接口二采用“E”型接口，迷宫接口一与迷宫接口二对接构成“E”+“E”型迷宫结构。
如图7所示，迷宫接口一采用“L”型迷宫接口，迷宫接口二采用“C”型接口，迷宫接口一与迷宫接口二对接构成“L”+“C”型迷宫结构。
如图8所示，迷宫接口一采用“C”型迷宫接口，迷宫接口二采用“E”型接口，迷宫接口一与迷宫接口二对接构成“C”+“E”型迷宫结构。
迷宫结构型号的选取取决于内、外冷屏4、5在接口处的形状与间距。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种用于聚变装置冷屏的迷宫结构，其特征在于，包括固定在内冷屏上的迷宫接口一和固定在外冷屏上的迷宫接口二，迷宫接口一与迷宫接口二的上下和左右间距可调，迷宫接口一与迷宫接口二对接。
2.根据权利要求1所述的一种用于聚变装置冷屏的迷宫结构，其特征在于，所述迷宫接口一与迷宫接口二上均开有腰型孔，便于调节在内、外冷屏上的上下安装位置。
3.根据权利要求2所述的一种用于聚变装置冷屏的迷宫结构，其特征在于，所述迷宫接口一采用“L”型迷宫接口，迷宫接口二采用“L”型接口，迷宫接口一与迷宫接口二对接构成“L”+“L”型迷宫结构。
4.根据权利要求2所述的一种用于聚变装置冷屏的迷宫结构，其特征在于，所述迷宫接口一采用“C”型迷宫接口，迷宫接口二采用“C”型接口，迷宫接口一与迷宫接口二对接构成“C”+“C”型迷宫结构。
5.根据权利要求2所述的一种用于聚变装置冷屏的迷宫结构，其特征在于，所述迷宫接口一采用“E”型迷宫接口，迷宫接口二采用“E”型接口，迷宫接口一与迷宫接口二对接构成“E”+“E”型迷宫结构。
6.根据权利要求2所述的一种用于聚变装置冷屏的迷宫结构，其特征在于，所述迷宫接口一采用“L”型迷宫接口，迷宫接口二采用“C”型接口，迷宫接口一与迷宫接口二对接构成“L”+“C”型迷宫结构。
7.根据权利要求2所述的一种用于聚变装置冷屏的迷宫结构，其特征在于，所述迷宫接口一采用“C”型迷宫接口，迷宫接口二采用“E”型接口，迷宫接口一与迷宫接口二对接构成“C”+“E”型迷宫结构。
8.根据权利要求3-7中任一项所述的一种用于聚变装置冷屏的迷宫结构,其特征在于，所述迷宫结构型号的选取取决于内、外冷屏在接口处的形状与间距。
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CN106449003A (zh) * 2016-09-09 2017-02-22 葛袁园 一种用于实验室的磁共振成像的超导磁体
CN108168738A (zh) * 2017-12-18 2018-06-15 合肥中科离子医学技术装备有限公司 一种实现超导磁体低温系统漏热量测量装置及其测量方法

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雷明准: ""ITER冷屏力学特性分析与试验研究"", 《道客巴巴》 *

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