基于超导磁体的高温超导电流引线的传热优化
2022-06-22程佳广
电工材料 2022年3期
程佳广,姚 震
(1.富通集团(天津)超导技术应用有限公司,天津 300380;2.天津市超导电缆应用企业重点试验室,天津 300380)
引言
电流引线是连接室温电源与低温超导体的装置[1-4],在超导磁体系统中起着至关重要的作用。但是,电流引线存在一个不可忽视的问题即漏热问题。甚至在一些大型超导磁体系统中,电流引线漏热量最高可达系统总漏热量的50%[5,6],电流引线漏热会导致冷却系统温度的升高,从安全角度来讲,会影响整个超导磁体系统的安全稳定运行;从经济角度来讲,会提高超导磁体系统的运行成本。
低热负荷特性的高温超导(HTS)电流引线的应用,引线漏热得到了极大的改善。虽然引线漏热问题在很大程度上得到解决,但它依然是科研工作者研究的重点。在过去的30多年时间里,科研人员从引线结构、材料、参数等多方面进行了数次试验,致力于解决漏热这一关键问题,并取得了很好的成绩,使高温超导电流引线得到了迅速的发展。
1 HTS电流引线发展现状
1988年,F.J.Mumford首次提出连接磁体部位的电流引线改用超导电流引线,并通过计算得到铜线与超导线结合的引线结构的漏热量仅为常规铜引线的1/6。此后,研究人员开始了对高温超导电流引线的研究。
2017年,中国科学院研制了一种环氧树脂填充电流引线,能够有效降低热负荷。2018年,Kurchatov研究所为NICA加速器成功研制了12 kA、10.5 kA的HTS电流引线。2018年,马红军等设计制成了6 kA自洽气冷二元电流引线,电流引线结构主要由铜换热器段及高温超导段组成。……
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