[發明專利]一種具有支撐結構的超導線圈裝置

有效

• 申請號: 201811386594.9
• 申請日: 2018-11-20
• 公開（公告）號: CN109585117B
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發明（設計）人: 葉聿家;楊圓明
• 申請（專利權）人: 新奧科技發展有限公司
• 主分類號: H01F6/06
• 分類號: H01F6/06;G21B1/11
• 代理公司: 北京中博世達專利商標代理有限公司 11274
• 代理人: 申健

本發明提供了一種具有支撐結構的超導線圈裝置，涉及聚變技術領域，能夠解決具有支撐結構的超導線圈內部的等離子體無法形成反場位形，進而導致等離子體無法實現聚變反應的問題。其中具有支撐結構的超導線圈裝置設置在真空腔內，包括超導線圈單元與支架單元，所述超導線圈單元包括多個子超導線圈，所述支架單元包括固定所述子超導線圈的多個支架環與貫穿多個所述支架環的連接桿，所述連接桿的兩端分別固定于所述真空腔的內壁。本發明用于形成有效反場位形。

技術領域

本發明涉及聚變技術領域，尤其涉及一種具有支撐結構的超導線圈裝置。

背景技術

隨著人類對清潔能源的進一步需求，反場位形(FRC，Field ReverseConfiguration)的聚變方式具有高等離子體β值，高能量密度，磁場拓撲結構簡單，具有可轉移性，診斷手段成熟，被用于緊湊型聚變反應堆的優選技術方案之一。形成反場位形的方法很多，如環向箍縮(θ-pinch)方法、球馬克融合(spheromak merging)、碰撞融合(collision merging)、旋轉磁場(rotating magnetic fields)等。

其中，旋轉磁場-反場位形(RMF-FRC)方案采用射頻天線產生旋轉磁場，旋轉磁場驅動等離子體運動，磁通量保持線圈產生感應電流，通過感應電流形成徑向的磁場使等離子體形成反場位形，并對等離子體進行壓縮，使等離子體密度達到一定范圍且維持一定時間實現聚變反應。

現有技術中，磁通量保持線圈采用銅線圈，由于銅線圈自身存在電阻，導致銅線圈產生感應電流的飽和時間很短(0.1s以內)，遠低于旋轉磁場-反場位形需要的飽和時間(0.5s～3s)，內部等離子體無法形成反場位形，進而無法實現聚變反應。超導線圈雖然在一定溫度(例如80K，K指開爾文單位)下電阻可以忽略，能夠擁有較長的飽和時間，但是無法固定于真空腔體內部，所以無法形成有效反場位形，因此，如何將超導線圈固定于真空腔體內以形成有效反場位形是需要解決的技術問題。

發明內容

針對上述現有技術中所存在的問題，本發明的實施例提供一種具有支撐結構的超導線圈裝置，使具有支撐結構的超導線圈固定于真空腔體內以形成有效反場位形，進而實現聚變反應。

為達到上述目的，本發明的實施例采用如下技術方案：

本發明實施例提供了一種具有支撐結構的超導線圈裝置，設置在真空腔內，包括超導線圈單元與支架單元，超導線圈單元包括多個子超導線圈，支架單元包括固定子超導線圈的多個支架環與貫穿多個支架環的連接桿，連接桿的兩端分別固定于真空腔的內壁。

進一步地，支架環上設置有超導線圈安裝槽，子超導線圈卡接在超導線圈安裝槽內。

進一步地，子超導線圈由多個超導帶材圍繞超導線圈安裝槽依次層疊形成，且每圈超導帶材具有切口。

進一步地，每相鄰兩圈超導線材的切口位置錯開，且每相鄰兩圈超導帶材的切口位置相對設置。

進一步地，每個支架環上設置有多個安裝孔，連接桿貫穿安裝孔將多個支架環固定連接在一起。安裝孔依次對應同心設置，連接桿依次穿過支架環上的安裝孔。

進一步地，每個支架環上的多個安裝孔靠近支架環的邊緣且沿周向均勻分布。

進一步地，支架環上設置有冷卻管安裝槽，冷卻管安裝槽與超導線圈安裝槽同心設置，且位于超導線圈安裝槽外側。

進一步地，冷卻管安裝槽具有朝向支架環外邊緣延伸的開口。

進一步地，多個子超導線圈依次間隔排列且同軸設置。

進一步地，多個支架環的外徑尺寸相同，多個支架環的內徑尺寸依次減小。