【摘 要】
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在大型超导磁体系统中,电流引线的漏热常常是主要漏热源之一,它在很大程度上决定着超导磁体正常运行时液氦消耗量.设计和研制性能优良的EAST装置电流引线可以大大降低低温系
【出 处】
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中国科学院合肥分院等离子体物理研究所 中国科学院等离子体物理研究所
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在大型超导磁体系统中,电流引线的漏热常常是主要漏热源之一,它在很大程度上决定着超导磁体正常运行时液氦消耗量.设计和研制性能优良的EAST装置电流引线可以大大降低低温系统的热负荷,对于减少装置低温系统的设备投入和装置的运行费用,具有重要的现实意义.本文作者结合了威尔逊方法和阮耀钟方法的优点,提出了一种较为精确地计算电流引线的准解析方法.本文用这种方法优化了EAST装置纵场和极向场电流引线的结构,并计算了在不同工作状态下引线的漏热、温度分布和最高温度.在确定了电流引线长横比之后,从传热学中的实验关联式出发,给出了一种确定电流引线最小截面积的计算方法.将引线结构设计成多层平行板式,并在板片上制造条纹来改变气体的流态以提高热交换率,同时又可以避免引线在通电时叠合在一起,而板片间距及板片条纹密度的确定又必须照顾到供冷条件.本文采用Fluent软件计算了气体通过引线片后的压力损失,在计算过程中结合引线优化的计算结果,单流道建模、对模型分段,每段模型之间采用流量边界条件和压力边界条件进行耦合,大大减小了所需的计算机资源,使得需要在大型计算机上才能计算的问题得以在微机上进行.本论文中,还采用有限元软件ANSYS对引线真空室进行了力学分析,计算其在外部大气压作用下引线真空室上盖的最大应力和最大挠度,为真空室设计提供了依据.用银金合金作包套材料的高温超导体,已用于制造高温超导电流引线.本文中介绍了高温超导引线热导率、电阻率的计算式以及引线的漏热、烧毁时间.编制了软件《超导磁体电流引线设计系统》.
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