[发明专利]用于大电流高温超导电流引线的氦气冷却型高温超导组件

说明书

本发明公开了一种用于大电流高温超导电流引线的氦气冷却型高温超导组件，包括有不锈钢分流器，不锈钢分流器的两端分别与热端铜头和冷端铜头真空钎焊，不锈钢分流器、热端铜头和冷端铜头的外圆周面上分别设有凹槽，凹槽内安装有高温超导叠，高温超导叠外包绕有第一层聚酰亚胺胶带，热端铜头的内部有测量线组件穿过，第一层聚酰亚胺胶带外侧包绕有第二层聚酰亚胺胶带、玻璃丝包绕覆盖，热端铜头上焊接有套筒支撑环，套筒支撑环上焊接有用于套装整个组件外套筒。本发明不仅简化了用户加工和安装的工艺，节约运行成本，而且可以利用低温冷氦气传热将电流引线的高温超导组件热端温度稳定控制在65K以下，有效保证了高温超导电流引线的运行安全。

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氦气冷却型高温超导组件。

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度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中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。

高温超导材料在超导状态下电阻为零，不会产生焦耳热，并且其热导率与不锈钢相当，其传导漏热也大大降低。由于高温超导材料实现超导态时必须工作在低温环境中，所以本电流引线高温超导组件所处位置为液氦蒸发的低温氦气区域。

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。所以本产品的设计结合了金属部分的材料，结构，接触电阻，高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；高温超导组件冷端与低温超导段为整体，低温超导段浸泡在液氦中，整个高温超导组件工作在液氦蒸发的低温氦气环境中，这样有效的保证了高温超导组件的稳定低温运行环境，简化了系统结构，高温超导组件热端与换热器段相连，热端温度可以通过对低温氦气的流量进行稳定控制，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氦气冷却型高温超导组件，其具有结构模块化、低漏热、载流能力强、安全性高等特性。

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氦气冷却型高温超导组件，其特征在于：包括有不锈钢分流器、高温超导叠、热端铜头、冷端铜头、测量线组件以及套筒，所述不锈钢分流器的两端分别与热端铜头和冷端铜头真空钎焊，所述不锈钢分流器、热端铜头和冷端铜头的外圆周面上分别设有凹槽，所述凹槽内安装有高温超导叠，所述高温超导叠外包绕有第一层聚酰亚胺胶带，所述热端铜头的内部有测量线组件穿过，且测量线组件的伸入端安装在第一层聚酰亚胺胶带的外侧，所述第一层聚酰亚胺胶带外侧包绕有第二层聚酰亚胺胶带，所述第二层聚酰亚胺胶带外用环氧浸渍的玻璃丝包绕覆盖，所述热端铜头上焊接有套筒支撑环，所述套筒支撑环上焊接有用于套装整个组件外的套筒。

所述的热端铜头和冷端铜头的内端部分别设有用于卡装不锈钢分流器的台阶，且其之间通过真空钎焊成为一个整体。

所述的热端铜头和冷端铜头的中部分别设有排气通孔，且热端铜头的侧壁上设有与排气通孔连通的侧出气口。

所述的不锈钢分流器、热端铜头和冷端铜头的外圆周面上均布有凹槽。

所述的高温超导叠分别真空锡焊于相应的凹槽内。

所述的高温超导叠由多层Bi-2223/AgAu超导带真空焊接而成。

所述的热端铜头的侧壁上设有供测量线组件穿过的贯穿孔。

所述的测量线组件内外侧分别安装有绝缘保护层。