一种具有支撑结构的超导线圈装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种具有支撑结构的超导线圈装置，涉及聚变技术领域，能够解决具有支撑结构的超导线圈内部的等离子体无法形成反场位形，进而导致等离子体无法实现聚变反应的问题。其中具有支撑结构的超导线圈装置设置在真空腔内，包括超导线圈单元与支架单元，所述超导线圈单元包括多个子超导线圈，所述支架单元包括固定所述子超导线圈的多个支架环与贯穿多个所述支架环的连接杆，所述连接杆的两端分别固定于所述真空腔的内壁。本发明专利技术用于形成有效反场位形。

A Superconductor Coil Device with Supporting Structure

The invention provides a superconducting coil device with a support structure, which relates to the fusion technology field, and can solve the problem that the plasma inside the superconducting coil with a support structure can not form an inverse field configuration, thereby causing the plasma to be unable to realize fusion reaction. The superconducting coil device with a supporting structure is arranged in a vacuum chamber, including a superconducting coil unit and a support unit. The superconducting coil unit comprises a plurality of sub-superconducting coils. The support unit comprises a plurality of support rings for fixing the sub-superconducting coil and connecting rods through the plurality of support rings, and the two ends of the connecting rods are respectively fixed on the inner wall of the vacuum chamber. The invention is used to form an effective inverse field configuration.

【技术实现步骤摘要】
一种具有支撑结构的超导线圈装置
本专利技术涉及聚变
，尤其涉及一种具有支撑结构的超导线圈装置。
技术介绍
随着人类对清洁能源的进一步需求，反场位形(FRC，FieldReverseConfiguration)的聚变方式具有高等离子体β值，高能量密度，磁场拓扑结构简单，具有可转移性，诊断手段成熟，被用于紧凑型聚变反应堆的优选技术方案之一。形成反场位形的方法很多，如环向箍缩(θ-pinch)方法、球马克融合(spheromakmerging)、碰撞融合(collisionmerging)、旋转磁场(rotatingmagneticfields)等。其中，旋转磁场-反场位形(RMF-FRC)方案采用射频天线产生旋转磁场，旋转磁场驱动等离子体运动，磁通量保持线圈产生感应电流，通过感应电流形成径向的磁场使等离子体形成反场位形，并对等离子体进行压缩，使等离子体密度达到一定范围且维持一定时间实现聚变反应。现有技术中，磁通量保持线圈采用铜线圈，由于铜线圈自身存在电阻，导致铜线圈产生感应电流的饱和时间很短(0.1s以内)，远低于旋转磁场-反场位形需要的饱和时间(0.5s～3s)，内部等离子体无法形成反场位形，进而无法实现聚变反应。超导线圈虽然在一定温度(例如80K，K指开尔文单位)下电阻可以忽略，能够拥有较长的饱和时间，但是无法固定于真空腔体内部，所以无法形成有效反场位形，因此，如何将超导线圈固定于真空腔体内以形成有效反场位形是需要解决的技术问题。
技术实现思路
针对上述现有技术中所存在的问题，本专利技术的实施例提供一种具有支撑结构的超导线圈装置，使具有支撑结构的超导线圈固定于真空腔体内以形成有效反场位形，进而实现聚变反应。为达到上述目的，本专利技术的实施例采用如下技术方案：本专利技术实施例提供了一种具有支撑结构的超导线圈装置，设置在真空腔内，包括超导线圈单元与支架单元，超导线圈单元包括多个子超导线圈，支架单元包括固定子超导线圈的多个支架环与贯穿多个支架环的连接杆，连接杆的两端分别固定于真空腔的内壁。进一步地，支架环上设置有超导线圈安装槽，子超导线圈卡接在超导线圈安装槽内。进一步地，子超导线圈由多个超导带材围绕超导线圈安装槽依次层叠形成，且每圈超导带材具有切口。进一步地，每相邻两圈超导线材的切口位置错开，且每相邻两圈超导带材的切口位置相对设置。进一步地，每个支架环上设置有多个安装孔，连接杆贯穿安装孔将多个支架环固定连接在一起。安装孔依次对应同心设置，连接杆依次穿过支架环上的安装孔。进一步地，每个支架环上的多个安装孔靠近支架环的边缘且沿周向均匀分布。进一步地，支架环上设置有冷却管安装槽，冷却管安装槽与超导线圈安装槽同心设置，且位于超导线圈安装槽外侧。进一步地，冷却管安装槽具有朝向支架环外边缘延伸的开口。进一步地，多个子超导线圈依次间隔排列且同轴设置。进一步地，多个支架环的外径尺寸相同，多个支架环的内径尺寸依次减小。本专利技术实施例的具有支撑结构的超导线圈装置设置在真空腔内，具有支撑结构的超导线圈装置中，超导线圈单元包括多个子超导线圈，多个子超导线圈固定于多个支架环上，为了使多个子超导线圈能固定在真空腔内壁，所以使多个连接杆贯穿多个支架环，多个连接杆的两端分别固定于真空腔的内壁，进而超导线圈单元被支架单元连接在一起并固定于真空腔的内壁，以使多个子超导线圈内部等离子体形成有效反场位形，进而使等离子体实现聚变反应。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1为本专利技术实施例的具有支撑结构的超导线圈装置在真空腔内的安装结构示意图；图2为本专利技术实施例的具有支撑结构的超导线圈装置的支架环的俯视图；图3为图2中的A-A截面图；图4为本专利技术实施例的具有支撑结构的超导线圈装置的支架环上设置超导线圈安装槽和冷却管安装槽的截面局部放大视图；图5为本专利技术实施例的具有支撑结构的超导线圈装置的超导带材的缠绕方式结构示意图；图6为本专利技术实施例的具有支撑结构的超导线圈装置的支架环的立体结构示意图；图7为本专利技术实施例的具有支撑结构的超导线圈装置的支架环的一种不同内径尺寸例子；图8为本专利技术实施例的具有支撑结构的超导线圈装置的支架环的另一种不同内径尺寸例子；图9为本专利技术实施例的具有支撑结构的超导线圈装置的支架环的再一种不同内径尺寸例子；图10为本专利技术实施例的具有支撑结构的超导线圈装置的支架环的第四种不同内径尺寸例子。附图标记说明：1-支架单元；2-支架环；3-连接杆；4-安装孔；5-第一法兰盘；6-第二法兰盘；7-超导线圈安装槽；8-超导带材；81-切口；9-冷却管安装槽；91-开口。具体实施方式为使本专利技术的目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，均属于本专利技术保护的范围。在本专利技术的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。本专利技术实施例提供的具有支撑结构的超导线圈装置，如图1和图2所示，设置在真空腔(图中未示出)内，包括超导线圈单元(图中未示出)与支架单元1，超导线圈单元包括多个子超导线圈(图中未示出)，支架单元1包括固定子超导线圈的多个支架环2与贯穿多个支架环2的连接杆3，连接杆3的两端分别固定于真空腔的内壁。本专利技术实施例的具有支撑结构的超导线圈装置中，超导线圈单元包括多个子超导线圈，多个子超导线圈固定于多个支架环2上，为了使多个子超导线圈能固定在真空腔内壁，可以使多个连接杆3贯穿多个支架环2，多个连接杆3的两端分别固定于真空腔的内壁，进而超导线圈单元被支架单元1连接在一起并固定于真空腔的内壁，以使多个子超导线圈内部等离子体形成有效反场位形，进而使等离子体实现聚变反应。支架环2固定在真空腔内的方式有很多种，比如焊接，比如卡接等，焊接虽然牢固，但是焊接不容易快速拆卸，不够灵活，适用范围不广，而且不易操作，成本较高。卡接容易实现，但是往往固定不够牢固，优选的，如图1和图2所示，支架环2上开设有安装孔4，连接杆3贯穿安装孔4将多个支架环2固定连接在一起。多个支架环2上的安装孔4依次对应同心设置，连接杆3的两端固定在真空腔的内壁上。作为一种优选方式，如图1所示，真空腔的内壁两端设置有第一法兰盘5和第二法兰盘6，第一法兰盘5和第二法兰盘6可以焊接、卡接等方式固定在真空腔内部。超导线圈本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有支撑结构的超导线圈装置，设置在真空腔内，其特征在于，包括超导线圈单元与支架单元，所述超导线圈单元包括多个子超导线圈，所述支架单元包括固定所述子超导线圈的多个支架环与贯穿多个所述支架环的连接杆，所述连接杆的两端分别固定于所述真空腔的内壁。

【技术特征摘要】
1.一种具有支撑结构的超导线圈装置，设置在真空腔内，其特征在于，包括超导线圈单元与支架单元，所述超导线圈单元包括多个子超导线圈，所述支架单元包括固定所述子超导线圈的多个支架环与贯穿多个所述支架环的连接杆，所述连接杆的两端分别固定于所述真空腔的内壁。2.根据权利要求1所述的具有支撑结构的超导线圈装置，其特征在于，所述支架环上设置有超导线圈安装槽，所述子超导线圈卡接在所述超导线圈安装槽内。3.根据权利要求2所述的具有支撑结构的超导线圈装置，其特征在于，所述子超导线圈由多个超导带材围绕所述超导线圈安装槽依次层叠形成，且每圈所述超导带材具有切口。4.根据权利要求3所述的具有支撑结构的超导线圈装置，其特征在于，每相邻两圈所述超导带材的所述切口位置错开，且每相邻两圈所述超导带材的所述切口位置相对设置。5.根据权利要求1所述的具有支撑结构的超导线圈装置，其特征在于，所述支架环上还设置有多个安装...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶聿家，杨圆明，
申请(专利权)人：新奥科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：河北,13