[發明專利]一種大型超導磁體電流引線高效率組裝式換熱器結構

有效

• 申請號: 201710306526.6
• 申請日: 2017-05-04
• 公開（公告）號: CN106971807B
• 公開（公告）日: 2018-06-05
• 發明（設計）人: 韓全;陸坤;宋云濤;丁開忠;劉承聯;周挺志;劉辰
• 申請（專利權）人: 中國科學院合肥物質科學研究院
• 主分類號: H01F6/04
• 分類號: H01F6/04;F28D21/00;F28F21/08
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產權代理有限公司 34112
• 代理人: 余成俊

本發明公開了一種大型超導磁體電流引線高效率組裝式換熱器結構，包括有低溫端銅塊、換熱器套筒、銅芯棒換熱器、主體換熱器、測量線通道、常溫端銅塊，所述主體換熱器的內部兩端分別設有多個銅芯棒換熱器安裝孔、中間為翅片型換熱器，各個銅芯棒換熱器安裝孔內分別嵌入安裝有一個銅芯棒換熱器，主體換熱器的中心設有測量線通道，測量診斷線可從測量線通道中穿過，主體換熱器的兩端分別焊接有低溫端銅塊、常溫端銅塊；所述銅芯棒換熱器包括有線切割出氣體通道的銅棒，銅棒內安裝有不銹鋼棒，銅棒的兩端分別焊接有不銹鋼固定片；所述主體換熱器外套裝有換熱器套筒。本發明的換熱效率大大提升，大大提高了LOFA時間。

技術領域

本發明屬于熱核聚變領域，涉及一種大型超導磁體電流引線高效率組裝式換熱器結構。

背景技術

熱核聚變將為人類提供取之不盡的清潔能源，國際熱核聚變試驗堆（ITER）計劃將在未來十年內建成。高溫超導電流引線為其巨型低溫超導磁體供電，同時連接室溫(300K)與低溫（4.5K）,換熱器段連接高溫超導端及室溫銅頭端，換熱器段直接與進口50K的氦氣進行換熱冷卻，與銅導體換熱后于室溫終端出口溫度約300K，通過流量計后最終流回到低溫系統。換熱器段運行溫度為65K-300K。ITER電流引線的設計參數上對于50K氦氣的流量與壓差有明確的限定要求，因此需要設計濕周界大的高效換熱器，同時需要控制氦氣壓差在要求的范圍之內。與換熱器相關的另一個指標是LOFA時間，要求在全電流、失冷情況下，整個LOFA時間內電流引線高溫超導疊不會失超。綜合上述各種因素，使得該類機構的設計困難較大。

發明內容

本發明提供了一種大型超導磁體電流引線高效率組裝式換熱器結構，與常規換熱器相比，該換熱濕周界明顯增大，壓差明顯減少，熱沉作用更大，LOFA時間更長。

本發明采用的技術方案如下：

一種大型超導磁體電流引線高效率組裝式換熱器結構，其特征在于：包括有低溫端銅塊、換熱器套筒、銅芯棒換熱器、主體換熱器、測量線通道、常溫端銅塊，所述主體換熱器的內部兩端分別設有多個銅芯棒換熱器安裝孔、中間為翅片型換熱器，各個銅芯棒換熱器安裝孔內分別嵌入安裝有一個銅芯棒換熱器，主體換熱器的中心設有測量線通道，測量診斷線可從測量線通道中穿過，主體換熱器的兩端分別焊接有低溫端銅塊、常溫端銅塊；所述銅芯棒換熱器包括有線切割出氣體通道的銅棒，銅棒內安裝有不銹鋼棒，銅棒的兩端分別焊接有不銹鋼固定片；所述主體換熱器外套裝有換熱器套筒。

所述的一種大型超導磁體電流引線高效率組裝式換熱器結構，其特征在于：所述銅芯棒換熱器的外表面切割有真空釬焊工藝槽，銅芯棒換熱器通過真空釬焊工藝槽與主體換熱器焊接在一起。

所述的一種大型超導磁體電流引線高效率組裝式換熱器結構，其特征在于：所述主體換熱器的兩端分別開有EBW焊接工藝槽，主體換熱器通過EBW焊接工藝槽與低溫端銅塊和常溫端銅塊焊接到一起。

本發明的原理是：

本發明設計了一種高效率、高LOFA時間的組裝式換熱器，兩端設計有組裝式銅芯棒換熱器，銅芯棒換熱器可嵌入主體換熱器內部，根據需要其可嵌入較多的銅芯棒換熱器，因此其換熱器濕周界更高，可以達到同尺寸換熱器的幾倍，換熱效率大大提升；且該結構熱沉更大，可大大提高了LOFA時間；同時該結構換熱器流道簡單且比較短，因此其具有更低的壓差。

本發明的優點是：

（1）本發明具有相當高的換熱器濕周界，換熱效率更高，所需冷卻氣體流量更少；

（2）本發明發流道較短且簡單，壓差較小，對低溫制冷劑的要求更低，能耗更小；

（3）本發明的具有大體積的熱沉，在冷卻氣體故障時，電流引線在無冷卻的情況下不會過熱損害，LOFA時間更長。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖。