RU2413319C2 - Superconducting wire of "sheathed cable" type (conduit cable) - Google Patents
Superconducting wire of "sheathed cable" type (conduit cable) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2413319C2 RU2413319C2 RU2008115145/07A RU2008115145A RU2413319C2 RU 2413319 C2 RU2413319 C2 RU 2413319C2 RU 2008115145/07 A RU2008115145/07 A RU 2008115145/07A RU 2008115145 A RU2008115145 A RU 2008115145A RU 2413319 C2 RU2413319 C2 RU 2413319C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- superconducting
- core
- wire
- sheath
- cable
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment
Landscapes
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к электротехнике, точнее к кабельным изделиям, в частности к сверхпроводящим кабельным изделиям, которые могут быть использованы для обмоток мощных сверхпроводящих магнитных систем, в том числе и для обмоток магнитных систем установки термоядерного синтеза типа «ТОКОМАК», например, изготавливаемой по международному проекту ITER, а также для обмоток магнитных систем сверхпроводящих накопителей энергии (СПИН) и устройств стабилизации реактивной мощности в электросетях.The present invention relates to electrical engineering, more specifically to cable products, in particular to superconducting cable products that can be used for windings of powerful superconducting magnetic systems, including for windings of magnetic systems of a thermonuclear fusion plant of the type “TOKOMAK”, for example, manufactured according to international ITER project, as well as for windings of magnetic systems of superconducting energy storage devices (SPIN) and reactive power stabilization devices in power networks.
В настоящее время известны различные конструкции сверхпроводящих проводов. Низкотемпературные сверхпроводники выпускаются с очень большим разнообразием конфигураций, основой которых является единичный провод. Это, как правило, круглая проволочка диаметром около 1 мм. Из нее делается, в основном, путем скрутки между собой этих единичных проволочек большое многообразие конфигураций, которое называют сверхпроводящий провод или кабель (английский термин - composite conductor). Известны сверхпроводящие провода с каналами для прокачки хладоагента. Такие конструкции обеспечивают увеличение эффективного периметра теплопередачи провода к хладоагенту, улучшение условий теплообмена, а также уменьшение заливного объема хладоагента. Токопроводящие провода с каналами для прокачки хладоагента могут работать в рефрижерательном режиме и замкнутом цикле [1].Currently, various designs of superconducting wires are known. Low-temperature superconductors are available with a very wide variety of configurations, the basis of which is a single wire. This is usually a round wire with a diameter of about 1 mm. A large variety of configurations called a superconducting wire or cable (the English term - composite conductor) is made of it, mainly by twisting these single wires together. Superconducting wires with channels for pumping a refrigerant are known. Such designs provide an increase in the effective perimeter of the heat transfer of the wire to the refrigerant, improve heat transfer conditions, as well as reduce the filling volume of the refrigerant. Conducting wires with channels for pumping the refrigerant can work in refrigerated mode and a closed cycle [1].
Известна конструкция [2] с несколькими каналами для циркуляции хладоагента. Проводники выполнены в виде коаксиальных медных трубок, пространство между которыми заполнено стабилизированными медью сверхпроводящими поволоками из сплавов Nb-Ti и Nb-Ti-Ta. Недостатком этих конструкций является большой расход хладоагента на единицу плотности транспортируемого тока.Known design [2] with several channels for circulation of the refrigerant. The conductors are made in the form of coaxial copper tubes, the space between which is filled with copper-stabilized superconducting Nb-Ti and Nb-Ti-Ta alloys. The disadvantage of these designs is the high consumption of refrigerant per unit density of the transported current.
Указанный недостаток устранен в известном проводе типа «кабель-в-оболочке» (английский термин CIC -« cable-in-conduit») (фиг.1) [3]. Из него изготавливают магниты для токомаков - китайского (EAST), корейского (KSTAR), индийского (SST-1) и международного термоядерного реактора по проекту ITER. Этот провод содержит сверхпроводящий сердечник в виде нескольких (обычно шести) стренг. Каждая из стренг представляет собой скрутку из элементарных, стабилизированных медью сверхпроводящих проволок. Стренга может быть уплотнена, а также обвита тонкой узкой лентой предпочтительно с шагом не меньше ширины ленты, предохраняющей стренгу от разрыхления. Стренги скручены вокруг трубы или полого гибкого элемента, представляющего собой спираль, свитую из металлической ленты (нержавеющей стали). Сердечник может быть уплотнен (пористость 30-60%) и обмотан тонкой лентой. Во всех сверхпроводящих сердечниках соблюден принцип полной транспозиции, т.е. повторяемости рисунка скрутки с определенным периодом, что необходимо для снижения потерь и повышения стабильности магнитов. Этот сверхпроводящий сердечник размещен в несверхпроводящей трубе из нержавеющей стали или титана, являющейся оболочкой провода.This drawback is eliminated in the known cable-in-sheath type wire (the English term CIC is “cable-in-conduit”) (FIG. 1) [3]. Magnets for tokomaks are made from it - Chinese (EAST), Korean (KSTAR), Indian (SST-1) and the international thermonuclear reactor under the ITER project. This wire contains a superconducting core in the form of several (usually six) strands. Each of the strands is a twist of elementary, copper-stabilized superconducting wires. The strand can be sealed, and also entwined with a thin narrow tape, preferably in increments of not less than the width of the tape, protecting the strand from loosening. The strands are twisted around a pipe or hollow flexible element, which is a spiral twisted from a metal tape (stainless steel). The core can be sealed (porosity 30-60%) and wrapped with a thin tape. In all superconducting cores, the principle of complete transposition is observed, i.e. the repeatability of the twist pattern with a certain period, which is necessary to reduce losses and increase the stability of magnets. This superconducting core is housed in a non-superconducting pipe made of stainless steel or titanium, which is the sheath of the wire.
Хотя эта конструкция провода является работоспособной и обеспечивает требуемые электрофизические характеристики, сверхпроводящие свойства и параметры транспортировки тока для создания магнитного поля требуемой конфигурации и напряженности, однако у нее имеется существенный недостаток. Этот недостаток заключается в том, что при изготовлении длинномерного провода этой конструкции требуются специально разработанные режимы поперечной сварки оболочки для соединения между собой труб, каждая из которых длиною шесть метров. Кроме того, требуются специальные трудоемкие, ответственные и дорогие методы контроля каждого сварочного шва в отдельности и всей сваренной оболочки в целом, определяющие возможные места утечки гелия. Существенным недостатком этой конструкции является также то, что при ее изготовлении операция установки (монтажа) сверхпроводящего сердечника в оболочке вызывает необходимость использования производственного участка большой протяженности, необходимой для размещения на нем всей длинной исходной трубы.Although this design of the wire is workable and provides the required electrophysical characteristics, superconducting properties and parameters of current transport to create a magnetic field of the desired configuration and strength, however, it has a significant drawback. This disadvantage lies in the fact that in the manufacture of a long wire of this design, specially developed modes of transverse welding of the sheath are required for connecting pipes, each of which is six meters long. In addition, special labor-intensive, responsible and expensive methods of control of each welding seam separately and of the entire welded shell as a whole are required, which determine the possible places of helium leakage. A significant drawback of this design is also the fact that during its manufacture, the installation (installation) operation of the superconducting core in the shell necessitates the use of a large production area necessary to accommodate the entire long source pipe.
Попытки изготовить такой провод типа «кабель в оболочке» («кабель-кондуит») путем продольной сварки оболочки, накладываемой на сверхпроводящий сердечник, предпринимались различными изготовителями неоднократно, но не увенчались успехом. Лучший образец длиной около 300 метров, изготовленный в Японии, содержал три участка, на которых сварочный шов пропускал гелий.Attempts to make such a cable-sheath (cable-conduit) wire by longitudinal welding of a sheath superimposed on a superconducting core have been repeatedly made by various manufacturers, but have not been successful. The best sample, about 300 meters long, made in Japan, contained three sections where helium was passed through the weld.
Указанные недостатки устранены в известной конструкции [4], являющейся прототипом предлагаемого изобретения. Этот провод типа «кабель в оболочке» («кабель-кондуит») содержит скрученный или транспонированный сверхпроводящий сердечник, размещенный на полом упругом элементе в виде спирали или в виде трубы с перфорированными отверстиями и металлическую оболочку. Отличие в том, что оболочка выполнена комбинированной (композиционной). Внутренняя часть оболочки выполнена из алюминия или сплава на его основе, а наружная часть оболочки выполнена из стали или титана. Провод может быть выполнен круглого поперечного сечения или фасонного в виде прямоугольника, квадрата и др. Принципиально все это нужно и для ВТСП проводов, из которых изготавливают магниты. Недостатком этого провода, еще требующим решения, является недостаточно эффективное охлаждение сердечника. Особенно это относится к охлаждению весьма протяженных проводов (до десятков км).These disadvantages are eliminated in the known design [4], which is the prototype of the invention. This cable-sheath (cable-conduit) wire contains a twisted or transposed superconducting core placed on a hollow elastic member in the form of a spiral or in the form of a pipe with perforated holes and a metal sheath. The difference is that the shell is made combined (composite). The inner part of the shell is made of aluminum or an alloy based on it, and the outer part of the shell is made of steel or titanium. The wire can be made of circular cross-section or shaped in the form of a rectangle, square, etc. Basically, all this is necessary for HTSC wires, from which magnets are made. The disadvantage of this wire, still requiring a solution, is the insufficiently effective core cooling. This is especially true for the cooling of very long wires (up to tens of kilometers).
Цель настоящего изобретения - устранить указанные недостатки сверхпроводящего провода типа кабель в оболочке» («кабель - кондуит»), улучшив его охлаждение.The purpose of the present invention is to eliminate these drawbacks of the cable-sheathed superconducting wire "(" cable-conduit "), improving its cooling.
Поставленная цель достигается за счет того, что в сверхпроводящем проводе типа «кабель в оболочке» («кабель - кондуит») между внутренней поверхностью оболочки и наружной поверхностью сверхпроводящего сердечника выполнены каналы для прокачки хладоагента.This goal is achieved due to the fact that in the superconducting wire of the type “cable in the sheath” (“cable-conduit”), channels for pumping the refrigerant are made between the inner surface of the sheath and the outer surface of the superconducting core.
Цель достигается также за счет того, что внутренняя часть комбинированной оболочки может быть изготавлена в виде цельнометаллической бесшовной трубы из алюминия или его сплавов, а каналы для прокачки хладоагента между сверхпроводящим сердечником и оболочкой образованы за счет выполнения внутренней поверхности алюминиевой трубы фасонной с ребрами или выступами. Цель достигается также за счет того, что каналы для прокачки хладоагента между сверхпроводящим сердечником и оболочкой могут быть образованы за счет размещения между сверхпроводящим сердечником и оболочкой прокладки в виде спирали, намотанной на сердечник.The goal is also achieved due to the fact that the inner part of the combined shell can be made in the form of an all-metal seamless pipe from aluminum or its alloys, and the channels for pumping the refrigerant between the superconducting core and the shell are formed by making the inner surface of the shaped aluminum pipe with ribs or protrusions. The goal is also achieved due to the fact that the channels for pumping the refrigerant between the superconducting core and the shell can be formed by placing between the superconducting core and the shell gaskets in the form of a spiral wound around the core.
Предлагаемая конструкция провода имеет преимущество по сравнению с прототипом, заключающееся в улучшении условий охлаждения сверхпроводящего сердечника. Наличие каналов для прокачки хладоагента между внутренней поверхностью оболочки и наружной поверхностью сверхпроводящего сердечника обеспечивает улучшенный тепловой контакт за счет увеличения поверхности сердечника, омываемого хладоагентом. Условия охлаждения также улучшаются за счет возможности осуществления прокачки хладоагента в противоположных направлениях в канале, образованном между оболочкой и сердечником, и в канале, расположенном в центре сердечника. Это обеспечивает более высокую надежность предлагаемого провода при его эксплуатации.The proposed wire design has an advantage over the prototype, which consists in improving the cooling conditions of the superconducting core. The presence of channels for pumping the refrigerant between the inner surface of the shell and the outer surface of the superconducting core provides improved thermal contact by increasing the surface of the core washed by the refrigerant. The cooling conditions are also improved due to the possibility of pumping the refrigerant in opposite directions in the channel formed between the shell and the core, and in the channel located in the center of the core. This provides higher reliability of the proposed wire during its operation.
Сущность изобретения поясняется фиг.1÷8. На фиг.1 представлены поперечные сечения и общий вид основных существующих конструкций провода типа «кабель в оболочке» («кабель-кондуит») [3]. На фиг.1 показан: 1 - гибкий металлический элемент в виде спирали (формер); 2 - сверхпроводящие стренги; 3 - дополнительные каналы для прокачки хладоагента; 4 - тонкая металлическая лента, которой обвит сверхпроводящий сердечник; 5 - стальная оболочка. На фиг.2 изображено поперечное сечение предлагаемого устройства, представляющего собой сверхпроводящий провод типа «кабель в оболочке» («кабель-кондуит») круглого сечения в комбинированной оболочке, где показаны: 6 - гибкий полый элемент из нержавеющей стали в виде спирали; 7 - сверхпроводящая стренга; 8 - тонкая металлическая лента, обвивающая стренгу; 9 - часть комбинированной цилиндрической оболочки из алюминия, внутренняя поверхность которой выполнена с ребрами 10, образующими канал 11 для прокачки хладоагента; 12 - наружная часть комбинированной (композиционной) оболочки из стали.The invention is illustrated in figure 1 ÷ 8. Figure 1 shows the cross sections and a General view of the main existing structures of the wire type "cable in the sheath" ("cable-conduit") [3]. Figure 1 shows: 1 - a flexible metal element in the form of a spiral (former); 2 - superconducting strands; 3 - additional channels for pumping the refrigerant; 4 - a thin metal tape, which is wrapped around a superconducting core; 5 - steel shell. Figure 2 shows a cross section of the proposed device, which is a superconducting wire of the type "cable in a sheath" ("cable-conduit") of circular cross section in a combined sheath, which shows: 6 - a flexible hollow stainless steel element in the form of a spiral; 7 - superconducting strand; 8 - a thin metal tape entwining a strand; 9 - part of a combined cylindrical shell of aluminum, the inner surface of which is made with ribs 10 forming a channel 11 for pumping a refrigerant; 12 - the outer part of the combined (composite) shell made of steel.
На фиг.3 представлена схема поперечного сечения сверхпроводящего провода типа «кабель - кондуит» с сечением круга в комбинированной металлической оболочке, где изображены: 13 - стренга, скрученная из сверхпроводящих проволок; 14 - упругий полый элемент в виде тонкостенной трубы с перфорированными отверстиями 15 в стенке трубы; 16 - каналы для прокачки хладоагента; 17 - внутренняя часть комбинированной оболочки из алюминия; 18 - наружная часть оболочки из стали.Figure 3 presents a cross-sectional diagram of a cable-conduit type superconducting wire with a circle section in a combined metal sheath, which shows: 13 - a strand twisted from superconducting wires; 14 - elastic hollow element in the form of a thin-walled pipe with perforated
На фиг.4 представлено продольное сечение по оболочке сверхпроводящего провода типа «кабель в оболочке» («кабель-кондуит») в комбинированной металлической оболочке, где изображены: 19 - наружная часть комбинированной оболочки из стали; 20 - внутренняя часть оболочки из алюминия; 21 - прокладка, намотанная в виде спирали на сверхпроводящий сердечник 22; 23 - стренга сверхпроводящего сердечника; 24 - канал для прокачки хладоагента; 25 - гибкий полый элемент из нержавеющей стали в виде спирали (формер).Figure 4 presents a longitudinal section through the sheath of a superconducting wire of the type “cable in a sheath” (“cable-conduit”) in a combined metal sheath, which shows: 19 - the outer part of the combined sheath made of steel; 20 - the inner part of the shell of aluminum; 21 - gasket wound in the form of a spiral on a
На фиг.5 показано поперечное сечение провода и продольное сечение по оболочке высокотемпературного сверхпроводящего провода типа «кабель в оболочке» («кабель - кондуит»), где: 26 - каналы для прокачки хладоагента; 27 - алюминиевая оболочка; 28 - ВТСП лента сверхпроводящего сердечника; 29 - алюмомедная полоса; 30 - формер-спираль из алюмомедной полосы, на которой расположены сверхпроводящие ленты.Figure 5 shows the cross section of the wire and a longitudinal section through the sheath of a high-temperature superconducting wire of the type "cable in the sheath" ("cable-conduit"), where: 26 - channels for pumping the refrigerant; 27 - aluminum shell; 28 - HTSC tape superconducting core; 29 - alumina strip; 30 - former-spiral from an alumino-copper strip on which superconducting tapes are located.
На фиг.6 представлен транспонированный ВТСП провод типа «кабель в оболочке» («кабель - кондуит»), содержащий сверхпроводящую жилу 31, представляющую собой монолитную конструкцию, которая показана в увеличенном виде; 32 - алюминиевая оболочка жилы; 33 - ВТСП ленты, размещенные в жиле; 34 - формер, для размещения на ней транспонированных жил; 35 - наружная часть, выполненная из стали, комбинированной оболочки; 36 - внутренняя алюминиевая часть комбинированной оболочки провода; 37 - ребра на внутренней поверхности алюминиевой оболочки; 38 - каналы для прокачки хладоагента между оболочкой и транспонированным ВТСП сердечником.Figure 6 presents the transposed HTSC wire type "cable in a sheath" ("cable-conduit"), containing a
На фиг.7 показан образец низкотемпературного транспонированного сверхпроводящего провода типа «кабель в оболочке» («кабель - кондуит»). Он содержит: 39 - полый элемент в виде тонкостенной трубы с перфорированными отверстиями; 40 - транспонированный сверхпроводящий сердечник; 41 - сверхпроводящая стренга; 42 - легкоплавкий металлозаполнитель (припой); 43 - каналы для прокачки жидкого гелия между сверхпроводящим сердечником и оболочкой; 44 - ребра на внутренней поверхности металлической оболочки»; 45 - оболочка провода.Figure 7 shows a sample of a low-temperature transposed superconducting wire of the type "cable in the sheath" ("cable-conduit"). It contains: 39 - a hollow element in the form of a thin-walled pipe with perforated holes; 40 - transposed superconducting core; 41 - superconducting strand; 42 - fusible metal filler (solder); 43 - channels for pumping liquid helium between the superconducting core and the shell; 44 - ribs on the inner surface of the metal shell "; 45 - wire sheath.
На фиг.8 представлено поперечное сечение отдельной низкотемпературной сверхпроводящей жилы для транспонированного сердечника: 46 - оболочка из алюминия или алюминиевого сплава; 47 - ребра на внутренней поверхности алюминиевой оболочки; 48 - стренги сверхпроводящего сердечника; 49 - медная матрица многожильной сверхпроводящей стренги; 50 - легкоплавкий металлозаполнитель (припой); 51 - канал для прокачки хладоагента.On Fig presents a cross section of a separate low-temperature superconducting core for the transposed core: 46 - shell of aluminum or aluminum alloy; 47 - ribs on the inner surface of the aluminum shell; 48 - strands of a superconducting core; 49 - copper matrix of a multicore superconducting strand; 50 - fusible metal filler (solder); 51 - channel for pumping refrigerant.
Ниже в качестве примеров представлены конкретные модификации сверхпроводящего провода типа «кабель - кондуит» предлагаемой конструкции, предназначенные для обмоток магнитных систем.Specific modifications of a superconducting cable-conduit type of the proposed design intended for windings of magnetic systems are presented below as examples.
Пример 1.Example 1
Сверхпроводящий провод типа «кабель в оболочке» («кабель - кондуит») круглого сечения. На фиг.2 изображено поперечное сечение предлагаемого устройства, представляющего собой сверхпроводящий провод типа «кабель в оболочке» («кабель-кондуит») для обмоток магнитных систем установок термоядерного синтеза типа ТОКОМАК. Провод содержит: гибкий полый элемент из нержавеющей стали в виде спирали 6; сверхпроводящую стренгу 7; тонкую металлическую ленту 8, обвивающую сверхпроводящий сердечник из шести стренг 7; внутреннюю часть оболочки из алюминия 9. На внутренней поверхности алюминиевой оболочки расположены ребра 10. Между сверхпроводящим сердечником и алюминиевой оболочкой выполнены каналы 11 для прокачки хладоагента. Наружная часть комбинированной (композиционной) оболочки 12 выполнена из стали. Предлагаемый провод отличается от провода, изготовленного для установки термоядерного синтеза, разрабатываемой по международному проекту ITER, тем, что его оболочка выполнена комбинированной с внутренней частью из алюминия и наружной частью, выполненной из нержавеющей стали. Между сверхпроводящим сердечником и алюминиевой оболочкой выполнены каналы для прокачки хладоагента. Известная конструкция провода для установки термоядерного синтеза типа ТОКОМАК, изготавливаемая по международному проекту ITER, содержит только стальную оболочку, а охлаждение осуществляется прокачкой хладоагента только по одному каналу, расположенному в центре поперечного сечения провода.A superconducting wire of the type “cable in a sheath” (“cable-conduit”) of circular cross section. Figure 2 shows the cross section of the proposed device, which is a superconducting wire of the type "cable in the sheath" ("cable-conduit") for the windings of magnetic systems of thermonuclear fusion plants of the type TOKOMAK. The wire contains: a flexible hollow element made of stainless steel in the form of a spiral 6; superconducting strand 7; a thin metal tape 8 encircling a superconducting core of six strands 7; the inner part of the shell is made of aluminum 9. On the inner surface of the aluminum shell there are ribs 10. Between the superconducting core and the aluminum shell are channels 11 for pumping the refrigerant. The outer part of the combined (composite) shell 12 is made of steel. The proposed wire differs from the wire manufactured for the fusion installation developed by the international project ITER in that its shell is made combined with the inner part of aluminum and the outer part made of stainless steel. Between the superconducting core and the aluminum shell channels are made for pumping the refrigerant. The well-known wire design for a TOKOMAK-type fusion synthesis unit manufactured by the ITER international project contains only a steel sheath, and cooling is carried out by pumping a refrigerant through only one channel located in the center of the wire cross section.
Предлагаемый провод имеет следующие преимущества по сравнению с этим известным проводом для обмоток магнитных систем ITER. Это - полное устранение возможности утечки гелия через сварные швы оболочки, поскольку внутренняя часть комбинированной (композиционной) оболочки выполнена из алюминия, является бесшовной и поэтому гелий не проникает через оболочку, выполненную из алюминия. При изготовлении же длинномерного провода, содержащего только стальную оболочку, требуются специально разработанные режимы поперечной сварки оболочки для соединения между собой труб, каждая из которых длиною шесть метров. При этом каждый сварочный шов и всю оболочку необходимо подвергать дорогостоящему специальному контролю для исключения утечки гелия. Предлагаемый провод исключает необходимость использования специальных дорогостоящих методов контроля утечки гелия через сварные швы наружной части оболочки, выполненной из стали.The proposed wire has the following advantages over this known wire for windings of magnetic ITER systems. This is a complete elimination of the possibility of helium leakage through the welds of the shell, since the inner part of the combined (composite) shell is made of aluminum, is seamless and therefore helium does not penetrate the shell made of aluminum. In the manufacture of a long wire containing only a steel sheath, specially designed transverse welding modes of the sheath are required for connecting pipes, each of which is six meters long. At the same time, each welding seam and the entire sheath must be subjected to expensive special control to prevent helium leakage. The proposed wire eliminates the need to use special expensive methods for monitoring the leakage of helium through welds of the outer part of the shell made of steel.
Предлагаемый провод при его изготовлении не вызывает необходимости в создании специального оборудования, требующего протяженного, равного длине провода производственного участка для затягивания сердечника в оболочку. Предлагаемый провод может быть изготовлен на имеющемся и освоенном оборудовании кабельных заводов: крутильных машинах, гидравлическом кабельном прессе для наложения алюминиевой оболочки на кабели (для кабелей связи иногда наложение алюминиевой оболочки на бумажную изоляцию), оборудовании для наложения стальной оболочки на кабель путем продольной сварки за счет высокочастотного нагрева свариваемых кромок. Предложенный провод позволяет повысить строительную длину провода, длина которого ограничивается только возможностями приемной тары. При изготовлении известного провода, являющегося прототипом, необходим производственный участок, длина которого не меньше длины сваренной трубы, например 1000 м, поскольку сердечник затягивают в оболочку, вытянутую на всю ее длину. Указанные преимущества позволяют значительно снизить стоимость провода, который стоит очень дорого.The proposed wire in its manufacture does not necessitate the creation of special equipment requiring an extended, equal to the length of the wire production site for drawing the core into the shell. The proposed wire can be manufactured on existing and mastered equipment of cable plants: twisting machines, a hydraulic cable press for applying an aluminum sheath to cables (sometimes for cables of an aluminum sheath on paper insulation), equipment for applying a steel sheath to the cable by longitudinal welding due to high-frequency heating of the welded edges. The proposed wire allows to increase the construction length of the wire, the length of which is limited only by the capabilities of the receiving containers. In the manufacture of the known wire, which is the prototype, you need a production site, the length of which is not less than the length of the welded pipe, for example 1000 m, since the core is pulled into a sheath elongated along its entire length. These advantages can significantly reduce the cost of the wire, which is very expensive.
Предлагаемая конструкция провода имеет преимущество по сравнению с прототипом, заключающееся в улучшении условий охлаждения сверхпроводящего сердечника. Наличие каналов для прокачки хладоагента между внутренней поверхностью оболочки и наружной поверхностью сверхпроводящего сердечника обеспечивает улучшенный тепловой контакт за счет увеличения поверхности сердечника, омываемого хладоагентом. Условия охлаждения также улучшаются за счет возможности осуществления прокачки хладоагента в противоположных направлениях в канале, образованном между оболочкой и сердечником, и в канале, расположенном в центре сердечника. Это обеспечивает более высокую надежность предлагаемого провода при его эксплуатации.The proposed wire design has an advantage over the prototype, which consists in improving the cooling conditions of the superconducting core. The presence of channels for pumping the refrigerant between the inner surface of the shell and the outer surface of the superconducting core provides improved thermal contact by increasing the surface of the core washed by the refrigerant. The cooling conditions are also improved due to the possibility of pumping the refrigerant in opposite directions in the channel formed between the shell and the core, and in the channel located in the center of the core. This provides higher reliability of the proposed wire during its operation.
Кроме того, наложение внутренней оболочки из алюминия высокой чистоты (99,995%), производство которого успешно освоено, позволяет улучшить стабильность провода. При этом также повышается его надежность, поскольку электропроводность этого алюминия увеличивается при рабочей температуре провода в 1000 раз по сравнению с комнатной температурой.In addition, the imposition of an inner sheath of high-purity aluminum (99.995%), the production of which has been successfully mastered, can improve the stability of the wire. At the same time, its reliability also increases, since the electrical conductivity of this aluminum increases at a working temperature of the wire by a factor of 1000 compared to room temperature.
Пример 2.Example 2
Сверхпроводящий провод типа «кабель в оболочке» («кабель-кондуит») круглого сечения. На фиг.3 изображена схема поперечного сечение предлагаемого сверхпроводящего провода типа «кабель в оболочке» «кабель-кондуит», имеющего форму круга. Этот провод содержит центральный гибкий полый элемент, представляющий собой тонкостенную металлическую трубу 14 с перфорированными отверстиями 15. Эти отверстия 15 служат каналами для подвода жидкого гелия непосредственно вовнутрь сверхпроводящих стренг 13 для лучшего охлаждения жидким гелием каждой из шести стренг, навитых на полый упругий элемент 14. Каждая из шести стренг 13 представляет собой скрутку из элементарных, стабилизированных медью сверхпроводящих проволок. Стренга может быть уплотнена и обвита тонкой узкой лентой, предпочтительно с шагом не меньше ширины ленты, предохраняющей стренгу от разрыхления и распускания в процессе изготовления. Сердечник может быть уплотнен (пористость 30-60%) и также обмотан тонкой лентой. Сверхпроводящий сердечник заключен в комбинированную оболочку. Внутренняя часть этой комбинированной оболочки 17 выполнена из алюминия в виде цельнометаллической бесшовной тубы. Между сверхпроводящим сердечником и внутренней поверхностью алюминиевой оболочки 17 выполнены каналы 16 для прокачки хладоагента - жидкого гелия. Каналы 16 для прокачки жидкого гелия между сверхпроводящим сердечником и оболочкой 17 образованы за счет выполнения внутренней поверхности алюминиевой оболочки фасонной с выступами, которые в этом примере имеют форму треугольника. Наружная часть комбинированной оболочки 18 выполнена из титана.A superconducting wire of the type “cable in a sheath” (“cable-conduit”) of circular cross section. Figure 3 shows a cross-sectional diagram of the proposed superconducting wire type "cable in the sheath" cable-conduit ", which has the shape of a circle. This wire contains a central flexible hollow element, which is a thin-
Для сварки наружной оболочки 18 из титана можно использовать СО2-лазер с фокусным расстоянием 0,2 мм, который позволяет осуществить высокую концентрацию энергетического пучка на весьма ограниченной площади свариваемых кромок трубы. Это позволяет сохранить неизменными такие характеристики титана, как высокая коррозионная стойкость, хорошая деформируемость в холодном состоянии. Преимущества предлагаемого провода по сравнению с прототипом такие же, как в предыдущем примере.For welding the
Провод работает следующим образом. Применение провода с большим сечением токопроводящей жилы и соответственно высоким значением силы тока позволяет создавать крупные обмотки в мощных магнитах. Охлаждение обмотки осуществляют, используя вынужденную циркуляцию гелия внутри комбинированной оболочки. Провод, в основном, работает в сверхпроводящих магнитных системах. Провод навивают в виде обмотки желаемой конфигурации и используют в качестве обмоток сверхпроводящего электромагнита или обмоток другого криоэлектротехнического устройства. Предлагаемая конструкция провода помимо повышения его надежности при эксплуатации снижает и эксплуатационные расходы.The wire works as follows. The use of a wire with a large cross-section of the conductive core and a correspondingly high current strength allows you to create large windings in powerful magnets. The cooling of the winding is carried out using forced circulation of helium inside the combined shell. The wire mainly works in superconducting magnetic systems. The wire is wound in the form of a winding of the desired configuration and used as windings of a superconducting electromagnet or windings of another cryoelectric device. The proposed wire design, in addition to increasing its reliability during operation, reduces operating costs.
Пример 3.Example 3
Сверхпроводящий провод типа «кабель в оболочке» («кабель - кондуит») круглого поперечного сечения. На фиг.4 изображено продольное сечение только по оболочке предлагаемого сверхпроводящего провода, а сверхпроводящий сердечник 23 и гибкий полый элемент из нержавеющей стали в виде спирали (формер) 25, размещенные в комбинированной оболочке, - показаны не рассеченными вертикальной плоскостью. Сверхпроводящий сердечник 23 обвит тонкой металлической лентой 22, предпочтительно с шагом не меньше ширины ленты, предохраняющей сердечник от разрыхления. Отдельные стренги сердечника могут быть уплотнены и также обвиты тонкой узкой металлической лентой. Отличие этого провода заключается в том, что между сверхпроводящим сердечником 23 и внутренней частью алюминиевой оболочки 20, выполненной в виде полого цилиндра, размещены каналы 24 для прокачки жидкого гелия между сверхпроводящим сердечником 23 и этой оболочкой 20. Каналы 24 образованы за счет размещения между сверхпроводящим сердечником 23 и оболочкой 20 прокладки в виде спирали 21, намотанной на сердечник 23. Прокладка может быть выполнена из электроизоляционного материала, например из фторопласта, а может выполняться из металлической, например, алюминиевой проволоки круглого или прямоугольного поперечного сечения. Прокладка может даже выполняться из сверхпроводящей проволоки.A superconducting wire of the “cable in sheath” type (“cable-conduit”) of circular cross-section. Figure 4 shows a longitudinal section only along the sheath of the proposed superconducting wire, and the
Наружная часть комбинированной оболочки 19 выполнена из нержавеющей стали.The outer part of the combined
Преимущества предлагаемого провода по сравнению с прототипом такие же, как в предыдущем примере.The advantages of the proposed wire compared to the prototype are the same as in the previous example.
Пример 4.Example 4
Высокотемпературный сверхпроводящий провод типа «кабель в оболочке»High temperature superconducting cable-sheathed wire
Сейчас усилия многих стран мира направлены на замену стареющего оборудования и сетей в своих энергосистемах. В США для действующей электросети на территории штата Нью-Йорк в сеть напряжением 138 кВ включен ВТСП кабель длиной 610 м из ВТСП проводов второго поколения, изготовленных компанией AMSC. ВТСП провода 2-го поколения представляют собой «бутерброд», в котором на достаточно толстую (от 50 до 120 мкм) подложку нанесена тонкая (менее 3 мкм) пленка ВТСП на основе YBaCuO.Now the efforts of many countries are aimed at replacing aging equipment and networks in their energy systems. In the United States, for a functioning electric network in the territory of the State of New York, a 138 kV network includes an HTSC cable 610 m long from second-generation HTSC wires manufactured by AMSC. 2nd generation HTSC wires are a “sandwich” in which a thin (less than 3 micron) YBaCuO-based HTSC film is deposited on a sufficiently thick (from 50 to 120 μm) substrate.
Плотность тока в таких проводах можно поднять как за счет улучшения свойств ВТСП пленок, так и путем простого увеличения их толщины.The current density in such wires can be raised both by improving the properties of HTSC films, and by simply increasing their thickness.
Компания (AMSC) сообщила о продаже нового трехслойного сверхпроводящего ВТСП провода второго поколения шириной 4,4 мм (промышленный стандарт 344). Токонесущий элемент представляет собой пленку YBaCuO, нанесенную на подложку Ni-W сплава через буферные оксидные слои. Пленка YBaCuO покрыта серебром. В свою очередь, весь проводник с обеих сторон покрыт медной фольгой как с защитной целью, так и для удобства распайки. Рекомендуется паять припоями с температурой плавления менее 150°С. При пайке следует использовать только бескислотные флюсы.The company (AMSC) announced the sale of a new three-layer superconducting HTSC second generation wire 4.4 mm wide (industry standard 344). The current-carrying element is a YBaCuO film deposited on a Ni-W alloy substrate through oxide buffer layers. YBaCuO film is silver plated. In turn, the entire conductor on both sides is covered with copper foil both for protective purposes and for ease of desoldering. It is recommended to solder with solders with a melting point less than 150 ° C. When soldering, only acid-free fluxes should be used.
Из таких исходных лент во ВНИИКП изготовлен длинномерный высокотемпературный сверхпроводящий кабель. Сверхпроводящий сердечник этого кабеля использован в предлагаемой конструкции высокотемпературного сверхпроводящего провода типа «кабель в оболочке» («кабель-кондуит»). На фиг.5 показано поперечное сечение провода и продольное сечение по оболочке высокотемпературного сверхпроводящего провода типа «кабель в оболочке» («кабель-кондуит»). Провод содержит высокотемпературный сверхпроводящий сердечник, образованный размещением ВТСП лент 28 на формере 30, представляющим собой спираль из алюмомедной полосы 29 прямоугольного поперечного сечения. Этот сверхпроводящий сердечник размещен в оболочке. Алюминиевая оболочка 27, представляющая собой цельнометаллическую бесшовную трубу, выполнена с цилиндрической наружной поверхностью и фасонной внутренней поверхностью. Между сверхпроводящим сердечником 28 и алюминиевой оболочкой 27 выполнены каналы 26 для прокачки хладоагента. Каналы 26 для прокачки хладоагента между сверхпроводящим сердечником 28 и оболочкой 27 образованы за счет выполнения внутренней поверхности алюминиевой оболочки фасонной, с выступами, которые в этом примере имеют форму треугольника. На наружную поверхность оболочки нанесено электроизоляционное покрытие.A long-length high-temperature superconducting cable is made of such initial tapes at VNIIKP. The superconducting core of this cable is used in the proposed design of a high temperature superconducting wire of the “cable in sheath” type (“cable-conduit”). Figure 5 shows the cross-section of the wire and the longitudinal section through the sheath of a high-temperature superconducting wire of the type "cable in the sheath" ("cable-conduit"). The wire contains a high-temperature superconducting core formed by the placement of
Провод с высоким значением силы тока может содержать комбинированную оболочку. Внутренняя часть комбинированной оболочки аналогична оболочке, представленной в этом примере. Наружная часть представляет собой тонкостенную трубу, выполненную из нержавеющей стали или титана, путем формовки полосы вокруг внутренней части оболочки и продольной сварки ее кромок. В этой конструкции электроизоляционное покрытие нанесено на наружную часть комбинированной оболочки.A wire with a high current value may contain a combination sheath. The interior of the combination shell is similar to the shell presented in this example. The outer part is a thin-walled pipe made of stainless steel or titanium, by forming a strip around the inner part of the shell and longitudinal welding of its edges. In this design, an electrical insulating coating is applied to the outer part of the combination sheath.
Предлагаемая конструкция высокотемпературного сверхпроводящего провода типа «кабель в оболочке» обеспечивает улучшенные условия охлаждения. Наличие каналов для прокачки хладоагента между внутренней поверхностью оболочки и наружной поверхностью сверхпроводящего сердечника обеспечивает улучшенный тепловой контакт за счет увеличения поверхности сердечника, омываемого хладоагентом. Условия охлаждения также улучшаются за счет возможности осуществления прокачки хладоагента в противоположных направлениях в канале, образованном между оболочкой и сердечником, и в канале, расположенном в центре сердечника. Это обеспечивает более высокую надежность предлагаемого провода при его эксплуатации. Предложенный провод позволяет повысить строительную длину провода, длина которого ограничивается только возможностью изготовления исходной сверхпроводящей ленты необходимой длины. Предлагаемая конструкция провода увеличивает длину провода, располагаемую между насосными станциями для прокачки хладоагента, что обеспечивает снижение эксплутационных расходов.The proposed design of a high temperature superconducting cable-in-jacket type wire provides improved cooling conditions. The presence of channels for pumping the refrigerant between the inner surface of the shell and the outer surface of the superconducting core provides improved thermal contact by increasing the surface of the core washed by the refrigerant. The cooling conditions are also improved due to the possibility of pumping the refrigerant in opposite directions in the channel formed between the shell and the core, and in the channel located in the center of the core. This provides higher reliability of the proposed wire during its operation. The proposed wire allows to increase the construction length of the wire, the length of which is limited only by the possibility of manufacturing the original superconducting tape of the required length. The proposed design of the wire increases the length of the wire, located between the pumping stations for pumping refrigerant, which reduces operating costs.
Пример 5.Example 5
Высокотемпературный сверхпроводящий транспонированный провод типа «кабель в оболочке».High temperature superconducting transposed cable-in-sheath wire.
Для создания магнитов различного назначения используются транспонированные сверхпроводящие провода, в которых соблюден принцип полной транспозиции, т.е. повторяемости рисунка скрутки элементарных проводников с определенным периодом, что необходимо для снижения потерь и повышения стабильности магнитов на основе низкотемпературных сверхпроводников. Принципиально все это нужно и для ВТСП магнитов, особенно для больших магнитов, нужны проводники большого поперечного сечения типа «кабель в оболочке» («кабель - кондуит»). Транспонированные провода понятно, как делать из проводников круглого сечения, а при изготовлении их из исходных тонких ленточных проводников возникают трудности. В многослойной композиции - «слой ВСТП-буфер-слой ВТСП-буфер…» отсутствует трансляционная симметрия и равномерное распределение тока по отдельным элементам проводника, т.е. по отдельным лентамTo create magnets for various purposes, transposed superconducting wires are used, in which the principle of full transposition is observed, i.e. the repeatability of the twist pattern of elementary conductors with a certain period, which is necessary to reduce losses and increase the stability of magnets based on low-temperature superconductors. Fundamentally, all this is necessary for HTSC magnets, especially for large magnets, we need conductors of large cross-section such as “cable in a sheath” (“cable-conduit”). Transposed wires understand how to make round conductors, and difficulties arise in the manufacture of them from the original thin ribbon conductors. In the multilayer composition - “VSTP-buffer-layer of HTSC-buffer layer ...” there is no translational symmetry and a uniform current distribution over the individual elements of the conductor, i.e. on separate tapes
На фиг.6 представлена конструкция предлагаемого транспонированного ВТСП провода типа «кабель в оболочке» («кабель-кондуит»). Высокотемпературный сверхпроводящий транспонированный сердечник содержит двадцать семь высокотемпературных сверхпроводящих жил 31, каждая из которых представляет собой монолитную композиционную конструкцию, которая показана на рисунке отдельно (фиг.6) в увеличенном виде. Эта монолитная композиционная жила является многослойной, содержащей от четырех до восьми слоев 33 «ВТСП лента-буфер», размещенных в бесшовной оболочке 32 прямоугольного поперечного сечения из алюминия высокой чистоты (99,995÷99,5%). Стенки этой оболочки толще, чем общая толщина всех слоев ВТСП лент и буферов. Высокотемпературный сверхпроводящий транспонированный сердечник образован размещением транспонированных жил 31 на формере 34, представляющим собой металлическую прямоугольную спираль из стали, меди или алюминиевого сплава. Высокотемпературный сверхпроводящий транспонированный сердечник размещен в композиционной оболочке. Внутренняя часть оболочки 36 представляет собой цельнометаллическую трубу из алюминия или алюминиевого сплава. Наружная поверхность этой цельнометаллической алюминиевой оболочки имеет прямоугольное поперечное сечение. Между наружной поверхностью транспонированного сверхпроводящего сердечника и внутренней поверхностью алюминиевой оболочки выполнены каналы 38 для прокачки по ним хладоагента. Эти каналы 38 образованы за счет выполнения внутренней поверхности алюминиевой трубы фасонной с выступами или ребрами 37. Наружная часть комбинированной оболочки представляет собой тонкостенную трубу 35, выполненную из нержавеющей стали или титана, путем формовки полосы по периметру наружной поверхности алюминиевой внутренней части оболочки и продольной сварки ее кромок.Figure 6 presents the design of the proposed transposed HTSC wire type "cable in the sheath" ("cable-conduit"). The high-temperature superconducting transposed core contains twenty-seven high-
Преимущество предлагаемой конструкции заключается в том, что она позволяет создать совершенно герметичную систему циркуляции хладоагента при обеспечении увеличения плотности тока за счет выбора отношения площадей каналов и площади провода и коэффициента заполнения сверхпроводником. Создание дополнительных каналов для прокачки хладоагента создает более благоприятные условия обеспечения стабильности за счет более эффективных и благоприятных условий охлаждения при прокачке хладоагента. При этом возможна прокачка и циркуляция хладоагента по противоположным направлениям.The advantage of the proposed design is that it allows you to create a completely tight system of circulation of the refrigerant while ensuring an increase in current density due to the choice of the ratio of the area of the channels and the area of the wire and the fill factor of the superconductor. The creation of additional channels for pumping the refrigerant creates more favorable conditions for ensuring stability due to more efficient and favorable cooling conditions when pumping the refrigerant. In this case, it is possible to pump and circulate the refrigerant in opposite directions.
Пример 6.Example 6
В низкотемпературных сверхпроводящих обмотках, генерирующих изменяющееся во времени магнитное поле, чаще всего используются транспонированные провода, изготовленные одноповивной скруткой с последующей формовкой до прямоугольного профиля. По конструктивному оформлению, охлаждаемым массам, тепловым нагрузкам, условиям охлаждения сверхпроводящие устройства сильно отличаются друг от друга, например сверхпроводящие магниты термоядерной установки «Токомак-15» имели массу около 250000 кг.In low-temperature superconducting windings generating a time-varying magnetic field, transposed wires made by single-strand twisting with subsequent molding to a rectangular profile are most often used. In terms of design, cooled masses, thermal loads, and cooling conditions, superconducting devices are very different from each other, for example, the superconducting magnets of the Tokomak-15 thermonuclear installation had a mass of about 250,000 kg.
В них использовался сверхпроводник на основе Nb3Sn, состоящий из скрутки 11 проводов диаметром 1,5 мм. Возможны и другие варианты скрутки прямоугольного сечения. На основе такого сверхпроводящего сердечника, заключенного внутрь массивной алюминиевой матрицы, сделаны магниты детекторов ATLAS на Большом адронном коллайдере (LHC). Многообразие магнитных сверхпроводящих устройств предопределяет многообразие конструкций сверхпроводящих проводов и систем их охлаждения. Поддержание постоянства температуры при эксплуатации является очень важным.They used a superconductor based on Nb 3 Sn, consisting of a twist of 11 wires with a diameter of 1.5 mm. Other twisting options of a rectangular section are possible. Based on such a superconducting core enclosed inside a massive aluminum matrix, magnets of ATLAS detectors at the Large Hadron Collider (LHC) are made. The variety of magnetic superconducting devices determines the variety of designs of superconducting wires and their cooling systems. Maintaining a constant temperature during operation is very important.
Для некоторых устройств могут представлять интерес транспонированные низкотемпературные провода в металлической оболочке. На фиг.7 показан образец низкотемпературного транспонированного сверхпроводящего провода типа «кабель в оболочке» («кабель-кондуит»). Он содержит 39 - полый элемент в виде тонкостенной трубы с перфорированными отверстиями. На этом полом элементе 39 размещен транспонированный сверхпроводящий сердечник 40, представляющий собой провод с токопроводящей жилой из стренг 41, взаимное расположение которых периодически меняется. Сверхпроводящая стренга 41 состоит из скрученных между собой отдельных многожильных, многоволоконных сверхпроводящих проволок. Межстренговое пространство заполнено легкоплавким металлозаполнителем (припоем) - 42. Транспонированный сверхпроводящий сердечник 40 размещен в цельнометаллической оболочке 45 из алюминия или алюминиевого сплава. Между внутренней поверхностью оболочки 45 и наружной поверхностью сверхпроводящего сердечника 40 выполнены каналы 43 для прокачки жидкого гелия между сверхпроводящим сердечником и оболочкой. Эти каналы 43 образованы за счет выполнения внутренней поверхности алюминиевой оболочки фасонной с выступами или ребрами 44. По этим каналам 43 возможно осуществлять прокачку жидкого гелия в направлении, противоположном его прокачке в канале, расположенном в центре сердечника, в тонкостенной трубе 39 с перфорированными отверстиями. Это обеспечивает более высокую надежность предлагаемого провода при его эксплуатации.For some devices, transposed low temperature wires in a metal sheath may be of interest. 7 shows a sample of a low-temperature transposed superconducting wire of the type “cable in a sheath” (“cable-conduit”). It contains a 39 - hollow element in the form of a thin-walled pipe with perforated holes. A transposed
При необходимости повышения прочности провода оболочка 45 может выполняться комбинированной с наружной частью комбинированной оболочки, представляющей собой тонкостенную трубу, выполненную из нержавеющей стали или титана, путем формовки полосы по периметру наружной поверхности алюминиевой внутренней части оболочки и продольной сварки ее кромок.If it is necessary to increase the strength of the wire, the
Провод работает следующим образом. Провод используют в виде обмотки желаемой конфигурации для сверхпроводящих электромагнитов или обмоток других криоэлектротехнических устройств. Охлаждение обмотки осуществляют, используя вынужденную циркуляцию гелия внутри оболочки. Предлагаемая конструкция провода повышает его надежность при эксплуатации.The wire works as follows. The wire is used as a winding of the desired configuration for superconducting electromagnets or windings of other cryoelectric devices. The cooling of the winding is carried out using forced circulation of helium inside the shell. The proposed design of the wire increases its reliability during operation.
На фиг.8 представлено поперечное сечение отдельной низкотемпературной сверхпроводящей жилы для транспонированного сердечника. Наружный минимальный диаметр этой жилы обусловлен достигнутой возможностью существующей технологии наложения цельнометаллической оболочки путем опрессовки алюминием сердечника. Каждая такая жила может служить для изготовления транспонированного сердечника, содержащего нечетное число этих жил от девяти до девятнадцати. Каждая из этих жил представляет собой конструкцию провода типа «кабель в оболочке» («кабель-кондуит»), содержащего цельнометаллическую оболочку 46 с ребрами на ее внутренней поверхности - 47. Сверхпроводящий сердечник провода представляет собой скрутку из семи отдельных стренг 48 в виде многожильных, многоволоконных сверхпроводников, размещенных в медной матрице - 49. Межстренговые промежутки этих отдельных стренг 48 заполнены легкоплавким металлом или сплавом (припоем) - 50. Между наружной поверхностью сверхпроводящего сердечника и внутренней поверхностью алюминиевой оболочки выполнены каналы 51 для прокачки по ним жидкого гелия. Эти каналы 51 образованы за счет выполнения внутренней поверхности алюминиевой трубы фасонной с ребрами 47. При использовании таких жил в транспонированном проводе типа «кабель в оболочке» («кабель - кондуит») вместо стренг 41 (фиг.7) достигаются лучшие условия охлаждения, обеспечивающие более высокую надежность при эксплуатации.On Fig presents a cross section of a single low-temperature superconducting core for the transposed core. The outer minimum diameter of this core is due to the achieved ability of the existing technology for applying an all-metal shell by crimping aluminum with a core. Each such core can serve for the manufacture of a transposed core containing an odd number of these veins from nine to nineteen. Each of these cores is a cable-sheathed (cable-conduit) type of wire construction, containing an all-
Источники информацииInformation sources
1. W.C. Hamilton. Manufacture of a 16000 AMP superconducting conductor for the Tocomak Toroidal field coil. Large Coil program. «Proc 9 Symp. Eng. Prohl. Fusion Researh// IEEE Pub. №81 CH 1716-2. p. 324÷327.1. W.C. Hamilton Manufacture of a 16000 AMP superconducting conductor for the Tocomak Toroidal field coil. Large Coil program. “Proc 9 Symp. Eng. Prohl. Fusion Researh // IEEE Pub. No. 81 CH 1716-2. p. 324 ÷ 327.
2. Г.Г.Свалов, Д.И.Белый. Сверхпроводящие и криорезистивные обмоточные провода. - М.: Энергия, 1974 г., стр.108-109.2. G.G. Svalov, D.I. White. Superconducting and cryoresistive winding wires. - M .: Energy, 1974, pp. 108-109.
3. Рекламный буклет ВНИИКП «Провода сверхпроводящие в металлической оболочке».3. Advertising booklet VNIIKP "Superconducting wires in a metal sheath."
4. Заявка на изобретение RU 2006113615. Бюл. №30, 2007 г.4. Application for invention RU 2006113615. Bull. No.30, 2007
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008115145/07A RU2413319C2 (en) | 2008-04-22 | 2008-04-22 | Superconducting wire of "sheathed cable" type (conduit cable) |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008115145/07A RU2413319C2 (en) | 2008-04-22 | 2008-04-22 | Superconducting wire of "sheathed cable" type (conduit cable) |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2008115145A RU2008115145A (en) | 2009-10-27 |
RU2413319C2 true RU2413319C2 (en) | 2011-02-27 |
Family
ID=41352508
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008115145/07A RU2413319C2 (en) | 2008-04-22 | 2008-04-22 | Superconducting wire of "sheathed cable" type (conduit cable) |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2413319C2 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2491671C2 (en) * | 2011-10-24 | 2013-08-27 | Открытое акционерное общество Всероссийский научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт кабельной промышленности (ВНИИ КП) | Method and apparatus for cooling superconducting cable |
WO2015069331A1 (en) * | 2013-07-30 | 2015-05-14 | Pickrell Gary R | Superconducting fiber and efficient cryogenic cooling |
RU215653U1 (en) * | 2022-07-26 | 2022-12-21 | Общество ограниченной ответственностью "Камский кабель" | Power cable sealed multicore |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111613384B (en) * | 2020-05-21 | 2022-02-11 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | CICC conductor of ReBCO high-temperature superconducting tape and manufacturing method thereof |
-
2008
- 2008-04-22 RU RU2008115145/07A patent/RU2413319C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2491671C2 (en) * | 2011-10-24 | 2013-08-27 | Открытое акционерное общество Всероссийский научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт кабельной промышленности (ВНИИ КП) | Method and apparatus for cooling superconducting cable |
WO2015069331A1 (en) * | 2013-07-30 | 2015-05-14 | Pickrell Gary R | Superconducting fiber and efficient cryogenic cooling |
US20160170675A1 (en) * | 2013-07-30 | 2016-06-16 | SMART Storage Systems, Inc. | Superconducting Fiber and Efficient Cryogenic Cooling |
RU215653U1 (en) * | 2022-07-26 | 2022-12-21 | Общество ограниченной ответственностью "Камский кабель" | Power cable sealed multicore |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2008115145A (en) | 2009-10-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4336420A (en) | Superconducting cable | |
US10896773B2 (en) | Quench protected structured superconducting cable | |
US8600465B2 (en) | Superconductor cable and AC power transmission cable | |
RU2340970C1 (en) | Super-conducting cable | |
WO2013157513A1 (en) | Connection structure for superconducting cable | |
KR20130116370A (en) | Superconducting cables and methods of making the same | |
JP2007087925A (en) | Superconductive cable | |
CN101361143A (en) | Superconducting cable | |
JP2010251713A (en) | Current limiting device | |
CN110246625A (en) | A kind of high-temperature superconductor rutherford cable | |
JP5115778B2 (en) | Superconducting cable | |
JP6117643B2 (en) | Equipment with superconducting phase conductor | |
RU2413319C2 (en) | Superconducting wire of "sheathed cable" type (conduit cable) | |
CN101416256A (en) | Superconducting cable | |
US4409425A (en) | Cryogenically stabilized superconductor in cable form for large currents and alternating field stresses | |
JPWO2009145220A1 (en) | Superconducting tape wire and manufacturing method thereof | |
EP2827344B1 (en) | Superconductor electric cable and method for the obtainment thereof | |
CN217061586U (en) | Stepped high-temperature superconducting CICC conductor with high current-carrying capacity | |
McIntyre et al. | Cable-in-conduit dipoles for the ion ring of JLEIC | |
CN114203356A (en) | Quasi-isotropic superconducting cable based on strip stacking and provided with cryogenic medium channel | |
CA2371075C (en) | Flexible conductor core for superconducting power cable and manufacturing process thereof | |
RU2456696C2 (en) | Superconductive wire of "cable-conduit" type for magnetic systems winding | |
US4982497A (en) | Process for manufacture of a superconductor | |
JP5252323B2 (en) | Room-temperature insulated superconducting cable and manufacturing method thereof | |
CN116386951A (en) | Compact high-stability quasi-isotropy high-temperature superconducting pipe inner conductor |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160423 |