超导线圈

摘要： 介绍了一种室温孔径达100 mm、中心场强达2 T的传导冷却型匀场超导磁体的设计。由于线圈要在Φ80 mm×400 mm区域内产生均匀磁场,因此提出一种主线圈加补偿线圈结构,三个线圈由一个电源串联供电。借助有限元分析软件对超导磁体结构仿真分析,结果表明,中心轴线区域磁场强度达到设计值,均匀区内不均匀度优于指标要求,可为后续超导磁体系统设计提供有价值的参考依据。

摘要： Nb_(3)Sn超导磁体运行时产生很高磁场,Nb_(3)Sn超导线圈会受到很强电磁体力的作用,从而会产生很大的力学应变.由于Nb_(3)Sn超导材料的应变敏感性,会使得Nb_(3)Sn磁体线圈的临界性能退化,这对磁体的安全稳定运行造成极大影响,所以精确计算超导磁体在电磁体力下的力学行为具有重要的科学意义.Nb_(3)Sn超导磁体主要是由超导线绕制成线圈结构再经过环氧树脂固化而成,Nb_(3)Sn超导线是主要由多根微米级的超导芯丝、铜形成的复合结构,所以从超导芯丝到超导磁体其尺寸跨越了几个数量级,从而给精确分析超导线圈力学变形带来挑战.本文首先采用代表性单元均质化方法分析了整体线圈的等效力学参数,通过对比等效均质化模型与线圈真实结构的计算结果,发现等效均质化模型存在很大的误差.因此,提出一种高精度而且计算代价低的双向均质化分析方法,研究超导线圈内各组分材料(Nb_(3)Sn芯丝、铜和环氧树脂)应力-应变分布.该方法不需要进行大规模的数值建模,并且与真实复合线圈下的结果对比吻合很好,由此验证了该方法的有效性和准确性.最后基于提出的双向均质化分析方法,详细讨论了Nb_(3)Sn超导线圈各层材料在电磁力作用下应力-应变随匝数和层数的变化规律.

摘要： [目的]为了实现受控核聚变,研究解决人类未来能源问题,国际热核聚变反应堆(ITER)计划建设核聚变反应超导托卡马克装置。[方法]简要说明了ITER计划的意义与发展,同时对其电源系统的组成与功能以及主要线圈的变流器电源结构与技术参数进行了针对性介绍。[结果]最后,提出了中国在ITER磁体电源方面的优化设计,以及完成的相关磁体电源采购包任务。[结论]中国通过参与ITER计划科研项目,为国际聚变工程技术发展做出了重要贡献。

摘要： 中国科学家与ITER的合作已经远超14年,其间有辛勤的付出也有无数的收获。2020年6月,法国马赛的滨海福斯港迎来了一艘来自中国的商业轮船。这艘庞大的船只上运载着各式不同的货物,但其中一件直径达10米多的环形装置显得十分特别。前来接货的科学家非常期待它的到来,因为这个圆环就是ITER极向场6号超导线圈(PF6),它怡好位于国际热核聚变实验堆(ITER)中超导磁体系统的底部,是必须首个安装到位的重要部件。

摘要： 高温超导调相机具有高速旋转、信号种类及数量多的特点,因此需要开发一套高效可靠的小信号采集系统.通过将数据采集卡,数字隔离器,电源进行综合集成的模式,结合行动热点无线传输,达到对超导同步调相机的工作状态进行实时监测,获取所需的科学研究数据,并且对超导同步调相机进行保护的目的.利用该套多通路信号监测系统在静止以及6、12和120 r/min转速下对铂电阻探头和霍尔探头进行了测量,实验发现在77 K下铂电阻探头温度噪声小于0.2K,霍尔探头磁场噪声小于0.2 mT,通道间干扰信号小于1/1000实际信号值,旋转条件下数据稳定,表明这种结构的信号采集系统能够为300 kvar超导同步调相机实验提供有效数据.

摘要： 中科院强磁场科学中心已成功设计研制出800mm口径的大型Nb3Sn CICC型超导线圈.由于Nb3Sn CICC型外超导磁体在制作过程中必须经过高温反应热处理,其热处理的质量直接决定外超导磁体的超导性能.本文通过对Nb3Sn的热处理工艺的研究,最终确定了热处理前布置与安装测温热电偶的工艺方法、最佳热处理工艺制度的制定和热处理中杂质气体的控制工艺,以及长时间热处理过程可能发生的各种故障的工艺处理措施等.%High Magnetic Field Laboratory of Chinese Academy of Sciences (CHMFL) has designed and manufactured a bore of 800mm larger Nb3Sn Cable-in-Conduit Conductors (CICC) successfully.The Nb3Sn CICC type superconducting outsert must be subjected to high temperature heat treatment process during manufacture,and the heat treatment process determines the superconducting properties of the superconducting outsert.Based on the study of the heat treatment process of Nb3 Sn,we determined the technology for arranging and installing temperature measuring thermocouples before heat treatment,the formulation of optimum heat treatment schedule,the control process of impurity gas in heat treatment,the handling measures for various failures that might occur during long-time heat treatment and so on finally.

摘要： 本文对230MeV质子回旋加速器超导线圈进行了力学分析,对其在绕制、降温、励磁等不同工艺条件下的强度进行了校核,并对其固化工艺进行了研究.通过7次绕制与浸渍实验,得到满足超导线圈固化要求的主要工艺参数.根据以上研究结果制造的超导线圈在励磁过程中没有失超,验证了其具有良好的结构稳定性.%In this paper,the superconducting coil of 230 MeV proton cyclotron was mechanically analyzed,and the strength of the superconducting coil under the different process conditions such as winding,cooling and excitation was checked.The curing process of the superconducting coil was studied.Winding and impregnation experiments were carried out to meet the requirement of the main process parameters of supercon-ducting coil curing.According to these researches,a superconducting coil was manufac-tured.It is proved that the superconducting coil has good structural stability when it is ramping-up without quench in the excitation process.

摘要： 树脂基复合材料在超导线圈中起着连接、紧固、密封、填充、导热和绝缘的作用,其性能的好坏直接关系到超导磁体的安全和稳定运行.本文通过COMSOL仿真研究对比了采用三种新型树脂基复合材料对超导线圈的电磁特性和热特性的影响,并基于仿真结果对超导线圈的设计提出了相应的要求.

摘要： 本文对230MeV质子回旋加速器超导线圈进行了力学分析,对其在绕制、降温、励磁等不同工艺条件下的强度进行了校核,并对其固化工艺进行了研究.通过7次绕制与浸渍实验,得到满足超导线圈固化要求的主要工艺参数.根据以上研究结果制造的超导线圈在励磁过程中没有失超,验证了其具有良好的结构稳定性.

摘要： 基于超导线圈的使用环境以及对线圈中各个焊缝和整体结构的密封性要求,设计适用于大型超导线圈的气密性检漏平台.为了达到检测密封性的要求,在对线圈检漏时,使用正压法检漏,通过对系统的标定,最终完成大型线圈的密封性检测.

摘要： 本文在液氮温度下,用电测法测量了高温超导双饼线圈通以工频交流电时的交流损耗利用所建立的短样损耗的各向异性理论公式,给出了高温超导线圈的交流损耗的数值计算模型,并对交流损耗的理论计算结果与测量数据进行了比较分析.

摘要： 介绍了国内外超导磁选机的发展历程及急需解决的技术难题.超导磁选机一般分为开梯度超导磁选机和高梯度超导磁选机两类.介绍了开梯度超导磁选机的代表机型:英国MK-4型机、德国Descos筒式超导磁选机及英国Cryofos GLF直线型机;高梯度超导磁选机的代表机型:埃利兹型超导磁选机、捷克往复串罐式超导磁选机及英国Cryofilter高梯度超导磁选机.潍坊新力超导磁电科技有限公司在加强中国低温超导磁选机的研制方面进行了很多积极尝试并取得良好效果,在国内外首次采用闭式循环制冷技术，利用一台制冷机持续制冷，将气化的氦再冷凝为液氦，使氦不向磁体外部挥发，保证液氦总量不变，液氦零挥发，极大地降低了维护和运行成本。采用Nb-Ti超导材料制作的超导线圈，背景磁场强度达到5．5T。全程自动化控制，可实现一键操作，一键励磁、一键退磁、一键自动运行，并实时采集、监控温度、压力、电流、真空度等运行参数，提高设备可靠性，有利于生产管理和质量控制。

摘要： 中国计量科学研究院正在积极开展用于计量的量子器件的研究，包括用于电阻基标准的量子化霍尔器件的研制和用于电压基标准的约瑟夫森结阵列的研制等。后者所用材料是工作在低温下的超导材料，属于超导量子器件。对于超导量子器件，超导线圈的自感是一个重要参数。本文介绍了微纳米超导线圈的自感随着线圈参数、材料参数和外加信号频率变化的数值计算结果，这为超导约瑟夫森结阵列器件的设计和制作提供了重要的参考资料。

摘要： 对一种高漏抗超导可控电抗器的工作原理和结构进行了介绍,对二次侧超导线圈工作的三种工作状态进行了描述和分析.通过设计与计算分析了超导可控电抗器三种工作状态的特点,对高漏抗超导可控电抗器的优势、特点和发展前景作了展望.高漏抗超导可控电抗器由于二次超导控制绕组采用高温超导材料,其感应的电压比较低,消耗在绕组上的功率比较小,可以有效减小电抗器的功耗。其结构与普通变压器相同,可以做到500kV和1000kV电压等级,工艺上不存在任何问题。本可控电抗器线性度好,适合做成高抗与中性点小电抗配合,具有限制潜供电流的功能。可以根据可控电抗器所需的容量调节范围,设计出多组短路的二次超导控制绕组。

摘要： 热核聚变是解决人类社会清洁能源需求的终极之路,超导技术是产生强磁场约束大体积超高温等离子体的有效手段.中国科学院等离子体物理研究所(CASIPP)1990-1996年引进与改造世界上第一个超导托卡马克T-7起步向超导聚变技术迈进；1998-2006年成功地设计建造了全超导托卡马克核聚变实验装置EAST(4K温区超导线圈和支撑结构的冷重约200吨)和2kw/4.5K低温系统,并于2006年一次性完成工程调试.EAST在08和09年运行中获得了持续时间8s、600kA高参数等离子体和60s、250kA长脉冲放电成果,并在等离子体控制方面取得了重要的进展.rn 中国是国际热核聚变试验堆(ITER)计划的七个参与方之一,超导是聚变工程的核心技术之一,中国将承担95％NbTi/Cu和6.9％Nb3Sn/Cu超导线研发与生产.自2007年CASIPP已启动为ITER环向场磁体、极向场磁体、校正场线圈和超导母线承担4种穿管超导体生产线的准备；18个校正场线圈设计分析与制造；为ITER各个超导线圈供电供冷的31台大型馈线作概念设计与分析,以及60支高温超导电流引线的研发,开展了超导大规模应用的前期准备工作.

摘要： 基于电力电子技术与现代控制技术对交流输电系统的阻抗、电压、相位实现灵活快速调节的柔性交流输电技术(FACTS)发展迅速.FACTS技术在对系统的有功功率和无功功率进行灵活控制、抑制系统振荡、减轻系统事故的影响以防止发生连锁反应、提高系统稳定水平等方面发挥了优势.目前,FACTS技术主要是基于电力电子技术与电力电容器有机的结合.而超导技术可以获得体积小、损耗低的电感,电能可以无损耗地直接存储在超导线圈中.因此,将超导技术与电力电子技术及现代控制结合起来,将可以开拓超导电力技术新的应用途径,并可以拓展FACTS技术的内涵.本文探讨基于电力电子技术、现代控制技术和超导技术结合而形成的有源超导限流技术的可行性和原理.有源超导限流技术包括有源超导限流器、超导限流-储能两个方面,本文也将介绍我们在这些方面的最新研究成果.

摘要： 本文使用分析程序SAITOKSCPF研究了KSTARPF超导线圈的运行特性.为了控制KSTAR超导托卡马克的运行等离子的外形以便实现受控热核聚变反应,在超导PF线圈内通过高变化率的运行电流.由于电磁感应,在超导线圈、支持结构和低温容器内产生感应电流和损耗.超临界氦流过CICC导体内部保持超导体运行在4.2K的温度.分析表明最大的温度在PF1线圈内部.在这篇论文中,对于单一和连续条件下等离子体放电对超导体运行的影响进行了研究.

摘要： 介绍了35kV/90MVA饱和铁心型超导限流器直流励磁系统的工作原理,着重分析了对超导绕组进行充磁和灭磁的设计.励磁恢复时,采用高压对超导绕组进行强迫励磁,以实现快速性；励磁切断时,采用ZnO压敏电阻进行磁能释放,同时箝制过电压保护超导绕组和励磁元器件不受破坏.实验结果表明了励磁系统设计的合理性和可靠性,为超导限流器的研究提供了参考.

摘要： 根据本公开的实施例的超导线包括第一构件和第二构件。第一构件包括由导电材料制成的第一衬底、由导电材料制成并且被设置在所述第一衬底上的第一中间层以及由超导材料制成并且被设置在所述第一中间层上的第一超导层。第二构件包括由导电材料制成的第二衬底、由导电材料制成并且被设置在所述第二衬底上的第二中间层以及由超导材料制成并且被设置在所述第二中间层上的第二超导层。第一构件和第二构件是沿着超导线的厚度方向堆叠的，使得第一超导层和第二超导层彼此面对。第一超导层被电连接至第二超导层。

摘要： 一种超导线包括：第一线，所述第一线包括具有第一主表面的第一超导材料层；第二线，所述第二线包括具有第二主表面的第二超导材料层；第三线，所述第三线包括具有第三主表面的第三超导材料层；第一超导材料接合层，所述第一超导材料接合层将所述第一主表面接合到所述第二主表面；以及第二超导材料接合层，所述第二超导材料接合层将所述第二主表面接合到所述第三主表面。所述第一线具有第一端表面。所述第三线具有第二端表面。所述第二端表面面向所述第一端表面，空间被插置在所述第二端表面与所述第一端表面之间。所述空间大于或等于10nm且小于1mm。

摘要： 根据本公开的实施例的超导线包括第一构件和第二构件。第一构件包括由导电材料制成的第一衬底、由导电材料制成并且被设置在所述第一衬底上的第一中间层以及由超导材料制成并且被设置在所述第一中间层上的第一超导层。第二构件包括由导电材料制成的第二衬底、由导电材料制成并且被设置在所述第二衬底上的第二中间层以及由超导材料制成并且被设置在所述第二中间层上的第二超导层。第一构件和第二构件是沿着超导线的厚度方向堆叠的，使得第一超导层和第二超导层彼此面对。第一超导层被电连接至第二超导层。

摘要： 根据实施方式所述的超导层的连接结构具备：第一超导层；第二超导层；以及设置在第一超导层和第二超导层之间的连接层，所述连接层包含含有稀土元素(RE)、钡(Ba)、铜(Cu)和氧(O)的晶粒，所述晶粒具有包含双峰分布的粒径分布。

摘要： 本发明涉及超导线圈、超导磁体和用于制造超导线圈的方法。在本发明中，内周部通过将第一和第二超导线材（11、12）中的一个缠绕而形成，该超导线材中的每一个具有带形状。外周部通过将所述第一和第二超导线材（11、12）中的另一个绕所述内周部缠绕而形成。焊接部（74）通过在所述内周部和所述外周部之间进行焊接而将所述第一和第二超导线材（11、12）连接到彼此。所述第一超导线材（11）的强度高于所述第二超导线材（12）的强度。所述第二超导线材（12）比所述第一超导线材（11）薄。

摘要： 本发明提供了一种扁平状的超导线圈，其中超导线材被缠绕。在该超导体中，带状(Bi，Pb)2223超导线材和带状薄膜RE123超导线材串联电连接。该超导体被缠绕，使得带状(Bi，Pb)2223超导线材排列在外圆周而带状薄膜RE123超导线材排列在内圆周。因而，提供了即使在较高温度下也能够产生高磁场的低成本超导线圈。

摘要： 超导线圈具备：绕线框；和至少2层超导扁线材层，其是将包含表面被覆有铜或铜合金的NbTi系或Nb3Sn系的线材且截面为大致矩形状的超导扁线材沿着绕线框的大致周向螺旋卷绕在绕线框的外周面上、使在绕线框的轴向上邻接的线材彼此被以相互分离的状态并行配置而成的，在同一超导扁线材层内邻接的线材彼此的分离部分及分别位于邻接的2个超导扁线材层内的邻接的线材彼此的分离部分处至少具有热塑性熔接树脂，从包含绕线框的轴线的截面观察时，对于位于邻接的2个超导扁线材层且相互邻接的、合计3根超导扁线材的外表面所能划分形成的空隙及合计4根超导扁线材的外表面所能划分形成的空隙中的至少一者的空隙而言，其以在至少2层超导扁线材层中所占的面积比例即空隙率计为4％以下。

摘要： 本发明涉及超导线圈、超导磁体和用于制造超导线圈的方法。在本发明中，内周部通过将第一和第二超导线材（11、12）中的一个缠绕而形成，该超导线材中的每一个具有带形状。外周部通过将所述第一和第二超导线材（11、12）中的另一个绕所述内周部缠绕而形成。焊接部（74）通过在所述内周部和所述外周部之间进行焊接而将所述第一和第二超导线材（11、12）连接到彼此。所述第一超导线材（11）的强度高于所述第二超导线材（12）的强度。所述第二超导线材（12）比所述第一超导线材（11）薄。

摘要： 披露了一种超导线圈装置和使用所述超导线圈装置的超导装置，其中，所述超导线圈装置设置有：超导线圈(10)，将超导线圈(10)保持在其中的内容器(50)以及外容器(60)，其中，内容器(50)和外容器(60)由FRP制成。在内容器(50)和外容器(60)的角部(71)，由树脂制成的密封加强部(2)形成为沿着角部(71)延伸。开口部(53)和(63)形成在内容器(50)和外容器(60)的侧表面中。密封加强部(2)设置在开口部(53)和(63)的角部(71)，由此能够改善容器的密封性能。

摘要： 本发明提供了一种扁平状的超导线圈，其中超导线材被缠绕。在该超导体中，带状(Bi，Pb)2223超导线材和带状薄膜RE123超导线材串联电连接。该超导体被缠绕，使得带状(Bi，Pb)2223超导线材排列在外圆周而带状薄膜RE123超导线材排列在内圆周。因而，提供了即使在较高温度下也能够产生高磁场的低成本超导线圈。