Forbidden

You don't have permission to access /zzz_siteguard.php on this server.

СВЕРХПРОВОДЯЩИЙ ОБМОТОЧНЫЙ ПРОВОД С ЦИРКУЛЯЦИОННЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ ДЛЯ ИМПУЛЬСНЫХ СВЕРХПРОВОДЯЩИХ СИСТЕМ - Патент РФ 2051433
Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СВЕРХПРОВОДЯЩИЙ ОБМОТОЧНЫЙ ПРОВОД С ЦИРКУЛЯЦИОННЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ ДЛЯ ИМПУЛЬСНЫХ СВЕРХПРОВОДЯЩИХ СИСТЕМ
СВЕРХПРОВОДЯЩИЙ ОБМОТОЧНЫЙ ПРОВОД С ЦИРКУЛЯЦИОННЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ ДЛЯ ИМПУЛЬСНЫХ СВЕРХПРОВОДЯЩИХ СИСТЕМ

СВЕРХПРОВОДЯЩИЙ ОБМОТОЧНЫЙ ПРОВОД С ЦИРКУЛЯЦИОННЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ ДЛЯ ИМПУЛЬСНЫХ СВЕРХПРОВОДЯЩИХ СИСТЕМ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Использование: изобретение относится к электротехнике, а именно к технике сверхпроводящих магнитных систем, термоядерных реакторов, индуктивных накопителей энергии и др. Сущность изобретения: сверхпроводниковый обмоточный провод с циркуляционным охлаждением для импульсных сверхпроводящих магнитных систем содержит выполненный из нержавеющей стали или алюминиевого сплава полый герметичный кожух, в полости которого расположены скрученные сверхпроводниковые многоволоконные проволоки и система для прокачки хладагента с размещенными в ней по крайней мере двумя световодами. При этом внутренняя поверхность кожуха выполнена с выступами, образующими указанную систему для прокачки хладагента, в каждом из выступов расположены по крайней мере два световода, причем между скрученными проволоками также расположены световоды. Изобретение позволяет увеличить токонесущую способность и повысить надежность обмоточного провода. 1 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2051433
Класс(ы) патента: H01B12/00
Номер заявки: 92005242/07
Дата подачи заявки: 11.11.1992
Дата публикации: 27.12.1995
Заявитель(и): Научно-исследовательский институт электрофизической аппаратуры им.Д.В.Ефремова
Автор(ы): Акопян Д.Г.; Батаков Ю.П.; Егоров С.А.; Трохачев Г.В.; Шиков А.К.
Патентообладатель(и): Научно-исследовательский институт электрофизической аппаратуры им.Д.В.Ефремова
Описание изобретения: Изобретение относится к электротехнике. Преимущественной областью использования изобретения является техника сверхпроводящих магнитных систем, термоядерных реакторов, индуктивных накопителей энергии и др.
Наиболее близким по технической сущности к изобретению является сверхпроводящий обмоточный провод с циркуляционным охлаждением [1] содержащий скрутку из сверхпроводниковых многоволоконных композитных проволок, заключенную в герметичный чехол из нержавеющей стали или алюминиевого сплава. Прокачка хладагента осуществляется через каналы, образованные между сверхпроводящими проволоками в скрутке. Оболочечные провода представляются одним из наиболее перспективных типов сверхпроводниковых проводов с циркуляционным охлаждением для стационарных магнитных систем, в которых выбор величины массового расхода хладагента определяется главным образом условиями обеспечения требуемого уровня криостабилизации сверхпроводника.
Однако, если в обмотке имеются дополнительные тепловые нагрузки, например потери энергии, вызываемые воздействием переменных магнитных полей, радиационный нагрев и т.п. то величина массового расхода хладагента должна быть увеличена для обеспечения отвода этого дополнительного тепла от обмотки. Увеличение массового расхода хладагента и оболочечном проводе сопряжено с большими потерями на трение и соответственно большими затратами энергии на прокачку хладагента. Это является основным недостатком оболочечных проводов. В случае появления внешних дополнительных тепловых нагрузок (возмущений), возникающих между проводами обмотки или между проводами и каркасом оболочки (растрескивание компаунда, смещение витков), тепловые возмущения, проходя через чехол, переходят к сверхповодникам, повышая их температуру, и затем воспринимаются хладагентом. При повышении температуры сверхпроводников существенно улучшается их стабильность, что является недостатком обмоточного провода. Этот недостаток влияет на токонесущую способность и надежность работы провода. В предложенном сверхпроводниковом обмоточном проводе указанный недостаток устраняется.
Сущность изобретения заключается в том, что в сверхпроводниковом обмоточном проводе с циркуляционным охлаждением для импульсных сверхпроводящих магнитных систем, содержащем выполненный из нержавеющей стали или алюминиевого сплава полый герметичный кожух, в полости которого расположены скрученные сверхпроводящие многоволоконные проволоки и система для прокачки хладагента, дополнительно содержатся световоды, внутренняя поверхность кожуха выполнена с выступами, образующими указанную систему для прокачки хладагента, при этом в каждом из выступов расположены по крайней мере два световода, и между скрученными проволоками также расположены световоды. Это увеличивает токонесущую способность сверхпроводникового обмоточного провода и повышает его надежность.
На чертеже представлена конструкция предлагаемого обмоточного провода с циркуляционным охлаждением.
Провод содержит каналы охлаждения 1, расположенные между скруткой 2 из сверхпроводников и герметичным чехлом 3, световоды 4, расположенные как на периферии, так и внутри скрутки 2. Внешние тепловые возмущения поглощаются в основном в каналах 1, находящихся на пути прохождения этих возмущений, не достигая сверхпроводников 2. При таком расположении каналов в сверхпроводники переходит малая часть внешних тепловых возмущений. Скрутки сверхпроводящих обмоточных проводов в чехле из нержавеющей стали на основе Nb-Sn при изготовлении обмоток по схеме намотка-отжиг испытывают сжатие со стороны чехла при охлаждении обмотки от температуры запечки (700оС) до комнатной температуры после их изготовления и затем от комнатной температуры до рабочей (4,2 К) при подготовке к работе из-за неодинакового коэффициента температурного сжатия материалов чехла и скрутки. При этом в проволоках скрутки запасается механическая энергия, которая под действием электромагнитных сил при работе магнита может выделиться в проволоках в виде тепла, нагревающего сверхпроводники. При этом сверхпроводники могут перейти в нормальное состояние. Наличие каналов между чехлов и скруткой позволяет уменьшить степень сжатия скрутки. Повышение температуры сверхпроводников от ослабленных внешних тепловых возмущений, обнаруживаемых световодами 4, использовано для защиты обмотки. Световоды 4 внутри скрутки обнаруживают также повышение температуры от аномальных явлений в сверхпроводниках. Это прежде всего уменьшение скорости прокачки жидкого гелия в оболочке, появление и распространение нормальной фазы в отдельных участках сверхпроводников, связанное с увеличением транспортного тока или влиянием внешнего магнитного поля.
Известный метод защиты сверхпроводящих магнитов при переходе их в нормальное состояние основан на обнаружении нормальной фазы на участке скрутки сверхпроводящих проволок, если все сверхпроводящие проволоки этого участка перешли в нормальное состояние. Так как скрутка не является монолитом, то возможны смещения отдельных проволок, сопровождающиеся возникновением нормальной фазы только в этих проволоках и в находящихся рядом, причем датчик появления нормальной фазы известного метода не зарегистрирует появление нормальной фазы во всей скрутке, что может привести к разрушению проволок, перешедших в нормальное состояние. Наличие световодов в скрутке позволяет обнаружить не только переход в нормальное состояние отдельных проволок скрутки, но и повышение температуры, при которой нормальная фаза еще не возникла, но в дальнейшем может возникнуть. Прекращение увеличения заводимого в магнит тока или его уменьшение вплоть до нуля может предотвратить появление нормальной фазы, что является важным преимуществом предлагаемого решения по сравнению с упомянутым известным устройством защиты, в котором обнаруживается уже факт наличий нормальной фазы.
Сверхпроводниковый обмоточный провод предложенной конструкции может найти широкое применение в импульсных сверхпроводящих магнитных системах, в частности, в полоидальных обмотках термоядерных реакторов токамаков и в индуктивных накопителях энергии. При этом обеспечиваются следующие преимущества:
увеличивается надежность, что объясняется улучшением условий охлаждения сверхпроводящих жил и уменьшением вероятности возникновения аварийных режимов;
повышается токонесущая способность, что обеспечивается применением в проводнике каналов охлаждения между чехлом и скруткой из сверхпроводников.
Формула изобретения: СВЕРХПРОВОДЯЩИЙ ОБМОТОЧНЫЙ ПРОВОД С ЦИРКУЛЯЦИОННЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ ДЛЯ ИМПУЛЬСНЫХ СВЕРХПРОВОДЯЩИХ СИСТЕМ, содержащий выполненный из нержавеющей стали или алюминиевого сплава полый герметичный кожух, в полости которого расположены скрученные сверхпроводящие многоволоконные проволоки и система для прокачки хладагента, отличающийся тем, что он дополнительно содержит световоды, внутренняя поверхность кожуха выполнена с выступами, образующими указанную систему для прокачки хладагента, при этом в каждом из выступов расположены по крайней мере два световода и между скрученными проволоками также расположены световоды.