RU2021117959A

RU2021117959A - Быстрый сброс частично изолированного сверхпроводящего магнита

Info

Publication number: RU2021117959A
Application number: RU2021117959A
Authority: RU
Inventors: Роберт СЛЭЙД; Бас Ван Нюгтерен
Original assignee: Токемек Энерджи Лтд
Priority date: 2018-11-22
Filing date: 2019-11-21
Publication date: 2022-12-22

Claims

1. Магнитная система с высокотемпературным сверхпроводником (ВТСП), содержащая ВТСП-катушку возбуждения и источник питания, при этом:

ВТСП-катушка возбуждения содержит:

множество витков, содержащих ВТСП-материал и металлический стабилизатор;

электропроводящий слой, разделяющий витки, так что ток может распределяться между витками через электропроводящий слой;

источник питания выполнен с возможностью:

во время нагружения ВТСП-катушки возбуждения подавать первый ток на ВТСП-катушку возбуждения;

во время разгружения ВТСП-катушки возбуждения подавать второй ток на ВТСП-катушку возбуждения, противоположный по направлению первому току.

2. Магнитная система с ВТСП по п. 1, содержащая:

систему обнаружения нарушения сверхпроводимости, выполненную с возможностью обнаруживать нарушение сверхпроводимости в ВТСП-материале и/или обнаруживать условия, вероятно вызывающие нарушение сверхпроводимости в ВТСП-материале;

при этом источник питания выполнен с возможностью разгружать ВТСП-катушку возбуждения в ответ на обнаружение нарушения сверхпроводимости или условий, вероятно вызывающих нарушение сверхпроводимости, системой обнаружения нарушения сверхпроводимости.

3. Магнитная система с ВТСП по п. 1 или 2, при этом второй ток является постоянным током.

4. Магнитная система с ВТСП по п. 1 или 2, при этом второй ток является комбинацией постоянного и переменного токов, так что ток изменяется синусоидально со средним значением, противоположным по знаку первому току, и периодом меньше постоянной времени ВТСП-катушки возбуждения.

5. Магнитная система с ВТСП по любому предшествующему пункту, при этом источник питания содержит четырехквадрантный блок подачи питания (PSU).

6. Магнитная система с ВТСП по пп. 1, 2 или 3, при этом источник питания содержит одноквадрантный блок подачи питания (PSU) и конденсатор, при этом одноквадрантный PSU выполнен с возможностью подавать первый ток, а конденсатор выполнен с возможностью подавать второй ток.

7. Магнитная система с ВТСП по любому из пп. 1-6, при этом источник питания выполнен с возможностью подавать второй ток до одного из:

обнаружения нарушения сверхпроводимости на предварительно заданном участке ВТСП-катушки возбуждения;

обнаружения конкретной температуры на предварительно заданном участке ВТСП-катушки возбуждения;

обнаружения того, что создаваемое магнитом магнитное поле уменьшилось ниже порогового значения; и

обнаружения того, что ток в ВТСП-материале ВТСП-катушки возбуждения уменьшился ниже порогового значения.

8. Магнитная система с ВТСП по любому предшествующему пункту, при этом источник питания содержит систему обратной связи, выполненную с возможностью управлять подаваемым на магнит током в зависимости от одного или более из:

тока в ВТСП-материале магнита;

температуры ВТСП-катушки возбуждения; и

магнитного поля ВТСП-катушки возбуждения.

9. Магнитная система с высокотемпературным сверхпроводником (ВТСП), содержащая ВТСП-катушку возбуждения и источник питания, при этом:

ВТСП-катушка возбуждения содержит:

источник питания выполнен с возможностью:

во время разгружения ВТСП-катушки возбуждения подавать второй ток на ВТСП-катушку возбуждения, который имеет то же направление, что и первый ток, и меньше тока в ВТСП-материале катушки возбуждения.

10. Магнитная система с ВТСП по п. 9, при этом второй ток является комбинацией постоянного и переменного токов, так что ток изменяется синусоидально со средним значением больше нуля и меньше первого тока и периодом меньше постоянной времени ВТСП-катушки возбуждения.

11. Магнитная система с высокотемпературным сверхпроводником (ВТСП), содержащая ВТСП-катушку возбуждения и источник питания, при этом:

ВТСП-катушка возбуждения содержит:

источник питания выполнен с возможностью:

подавать постоянный ток на ВТСП-катушку возбуждения; и

подавать переменный ток на ВТСП-катушку возбуждения в дополнение к постоянному току для того, чтобы нагревать катушку возбуждения, причем переменный ток имеет период меньше постоянной времени катушки возбуждения и величину меньше постоянного тока.

12. Токамак, содержащий магнитную систему по любому предшествующему пункту, при этом ВТСП-катушка возбуждения магнитной системы является одной из катушки возбуждения тороидального поля или катушки возбуждения полоидального поля токамака.

13. Устройство протонно-лучевой терапии (ПЛТ), содержащее магнитную систему по любому из пп. 1-10, при этом ВТСП-катушка возбуждения магнитной системы является одной из:

катушки возбуждения ускорителя устройства ПЛТ;

двухполюсного или четырехполюсного магнита системы управления пучком протонов устройства ПЛТ.

14. Способ разгружения катушки возбуждения с высокотемпературным сверхпроводником (ВТСП), при этом ВТСП-катушка возбуждения содержит множество витков, содержащих ВТСП-материал и металлический стабилизатор, и электропроводящий слой, разделяющий витки, так что ток может распределяться между витками через электропроводящий слой, при этом способ содержит подачу второго тока на ВТСП-катушку возбуждения противоположно первому току, протекающему в ВТСП-материале.

15. Способ по п. 14, при этом второй ток подают в ответ на обнаружение нарушения сверхпроводимости или условий, вероятно вызывающих нарушение сверхпроводимости в ВТСП-катушке возбуждения.

16. Способ по п. 14 или 15, при этом второй ток подают до одного из:

17. Способ по любому из пп. 14-16, при этом второй ток является комбинацией постоянного и переменного токов, так что ток изменяется синусоидально со средним значением, противоположным по знаку первому току, и периодом меньше постоянной времени ВТСП-катушки возбуждения.

18. Способ разгружения катушки возбуждения с высокотемпературным сверхпроводником (ВТСП), при этом ВТСП-катушка возбуждения содержит множество витков, содержащих ВТСП-материал и металлический стабилизатор, и электропроводящий слой, разделяющий витки, так что ток может распределяться между витками через электропроводящий слой, причем способ содержит подачу второго тока на ВТСП-катушку возбуждения, который меньше первого тока, протекающего в ВТСП-материале.

19. Способ по п. 18, при этом второй ток является комбинацией постоянного и переменного токов, так что ток изменяется синусоидально со средним значением больше нуля и меньше первого тока и периодом меньше постоянной времени ВТСП-катушки возбуждения.

20. Способ нагрева катушки возбуждения с высокотемпературным сверхпроводником (ВТСП), при этом ВТСП-катушка возбуждения содержит множество витков, содержащих ВТСП-материал и металлический стабилизатор, и электропроводящий слой, разделяющий витки, так что ток может распределяться между витками через электропроводящий слой, причем способ содержит подачу комбинированного постоянного и переменного тока на ВТСП-катушку возбуждения.

21. Способ по п. 20, при этом постоянный ток равен току в ВТСП-материале ВТСП-катушки возбуждения.