[发明专利]一种高温超导磁体装置集成终端及工作方法在审
申请号: | 202111518430.9 | 申请日: | 2021-12-13 |
公开(公告)号: | CN114334343A | 公开(公告)日: | 2022-04-12 |
发明(设计)人: | 李位勇;代义军;郑军;彭思思;郭祥华 | 申请(专利权)人: | 武汉船用电力推进装置研究所(中国船舶重工集团公司第七一二研究所) |
主分类号: | H01F6/04 | 分类号: | H01F6/04;H01F6/02;H01F6/00 |
代理公司: | 武汉凌达知识产权事务所(特殊普通合伙) 42221 | 代理人: | 刘念涛;宋国荣 |
地址: | 430064 湖*** | 国省代码: | 湖北;42 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 高温 超导 磁体 装置 集成 终端 工作 方法 | ||
本发明公开了一种高温超导磁体装置集成终端,包括杜瓦、冷却组件、真空组件,大电流引线组件,信号/小电流接线组件;杜瓦含对接法兰,各组件预留端口;冷却组件包括初级冷头,二级冷头,液氮冷却端子和导冷板;真空组件包括真空规和角阀;大电流引线组件包括真空电极连接器,电极初级冷却组件和电极二级冷却组件;信号/小电流接线组件包括多芯电连接器,信号线和接线电路板;还公开了其工作方法;本发明可作为高温超导磁体装置如高温超导储能、超导电机(电枢旋转)和感应加热等配件,可重复使用,方便维护,同时提供了磁体高效冷却方案。
技术领域
本发明属于高温超导磁体技术,具体涉及一种高温超导磁体装置集成终端,以及其工作方法。
背景技术
高温超导磁体是用具有高转变温度和高不可逆磁场超导带材绕制的一种电磁体。高温超导磁体作为超导电力装置如超导电机、超导磁储能和感应加热等装置的核心部件,这类超导装置因需求不同,磁体的拓扑结构有较大的差异,磁体杜瓦形状和外形尺寸也有较大差异。
但这类超导装置中存在一些共用的设备:真空组件,使磁体处于低于10-2Pa真空环境,降低传导漏热;冷却组件,用于使磁体温度降低至10~77K;大电流引线组件,为磁体提供大电流输入,设计需要考虑降低漏热;信号/小电流接线组件,将磁体电压、温度等信号线穿过真空,引入数据采集仪器。
目前,这些部件通常集成于磁体杜瓦上,优点是空间利用率高,缺点是对于原理样机或实验测试设备而言重复性设计、加工工作较多,同时造成较大的资源浪费,磁体装置不工作时,这些设备可移至其它装置中使用。
对于冷重较大的高温超导磁体装置,为了提高降温效率,通常采用的方法是增加制冷机数量,这种方法的会大幅增加装置成本,迫切需要一种结构简单且高效的方法来快速冷却磁体。
发明内容
为了克服现有技术缺点,本发明的目地之一是提供一种高温超导磁体装置集成终端。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种高温超导磁体装置集成终端,包括磁体杜瓦以及设置在杜瓦上的冷却组件、真空组件、大电流引线组件和信号/小电流接线组件;所述的杜瓦侧壁设置有对接法兰,用于与高温超导磁体的杜瓦对接;所述的冷却组件包括设置在杜瓦外的若干组初级冷头、若干组二级冷头和液氮冷却端子,还包括设置在杜瓦内腔与初级冷头连接的初级导冷板,用于冷却初级电流引线和防辐射冷屏,以及设置在杜瓦内腔与二级冷头和液氮冷却端子连接的二级导冷板,用于冷却二级电流引线和磁体;所述的液氮冷却端子包括一个由玻纹管、铜导冷板和上封板形成的用于容纳液氮的封闭腔体,以及采用橡胶O圈进行密封能带动玻纹管拉伸或压缩的环氧支撑杆,以及设置在玻纹管上的液氮出口和液氮进口;所述的真空组件包括安装在杜瓦外的真空规和角阀;所述的大电流引线组件包括设置在杜瓦外的真空电极连接器,电极初级冷却组件,电极二级冷却组件;所述的信号/小电流接线组件包括设置在杜瓦外的多芯电连接器、信号线、真空电极连接器和信号线接线电路板。
所述的一种高温超导磁体装置集成终端,其初级冷头为70K单级制冷机,所述的二级冷头为10K单级制冷机。
本发明的目地之二是提供一种高温超导磁体装置集成终端工作方法,基于上述高温超导磁体装置,具体步骤为:
步骤1,与超导磁体连接:用软铜排连接二级导冷板与超导磁体导冷板,用软铜排连接初级导冷板与防辐射冷屏;将超导磁体电流引线与经二级冷却的大电流引线进行对接;将超导磁体内部的电压、温度应变等信号线,用于控温的加热电阻引线焊接在信号线接线电路板上;
步骤2,与仪器仪表连接:用电缆连接真空电极连接器与超导磁体直流电源;将多芯电连接器与多通道数采模块、温控仪等仪表连接;连接角阀和真空泵机组,连接真空规与真空计;
步骤3,抽真空:采用真空泵机组对杜瓦抽真空,使真空度低于10-2Pa以下;
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