一种超导磁体低温换热装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种超导磁体低温换热装置，储液容器和储气罐之间通过管路连通，气态的导热介质经过管路在储液容器和储气罐之间流通；制冷机通过设置在储液容器内的低温换热器冷却导热介质，使导热介质液化落入储液容器，低温换热器与导热介质进行热交换，使导热介质液化为液态，沉积在储液容器的底部；低温冷屏内设置超导线圈，超导线圈与储液容器之间通过导热线传递热量，本发明专利技术将超导线圈放置于低温冷屏内，不与液态导热介质接触，通过制冷机的低温换热器使导热介质转变为低温的液体，使储液容器保持低温，并通过导热线使超导线圈保持低温，超导线圈无需浸没在液态导热介质中，因此能够减少液态导热介质的用量。能够减少液态导热介质的用量。能够减少液态导热介质的用量。

【技术实现步骤摘要】
一种超导磁体低温换热装置


[0001]本专利技术涉及超导设备的
，更进一步涉及一种超导磁体低温换热装置。

技术介绍

[0002]目前，超导磁体领域广泛使用带液氦容器，采用液氦浸泡的冷却方式来提供NbTi超导线所需的低温环境。由于需要将超导线浸泡在液氦中，从降温到稳态运行过程中会消耗较多的低温液体；当添加液氦时需要停机，维护过程繁琐；并且磁体运行时停电失超时间较长。
[0003]对于本领域的技术人员来说，如何减少维护超导低温环境所需的液氦用量，是目前需要解决的技术问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种超导磁体低温换热装置，通过热传导的方式使超导线圈保持低温，减少维护超导低温环境所需的液氦用量，具体方案如下：
[0005]一种超导磁体低温换热装置，包括储液容器、储气罐、低温冷屏、常温容器、制冷机，所述储液容器和所述储气罐之间通过管路连通；
[0006]所述制冷机通过设置在所述储液容器内的低温换热器冷却导热介质，使导热介质液化落入所述储液容器；
[0007]所述低温冷屏内设置超导线圈，所述超导线圈与所述储液容器之间通过导热线传递热量。
[0008]可选地，所述导热线通过导热法兰与所述储液容器的底部相连；所述导热法兰与所述储液容器之间的接触位置分别设置用于增大换热面积的散热片。
[0009]可选地，所述导热法兰的导热系数不低于不锈钢；所述储液容器与所述导热法兰焊接固定。
[0010]可选地，所述导热线为软铜丝。
[0011]可选地，所述储气罐上设置补气口，通过所述补气口向所述储气罐内补充导热介质。
[0012]可选地，所述储液容器和所述储气罐内存储氦气、氮气、氩气、氖气中的一种或多种。
[0013]可选地，所述低温冷屏与所述储液容器的接触位置设置用于导热的换热座。
[0014]可选地，所述低温冷屏和所述常温容器均为顶小底大的凸台结构，所述超导线圈位于所述低温冷屏下部底大处，所述储液容器位于所述低温冷屏上部顶小处；所述低温冷屏位于所述常温容器下部底大处，所述制冷机位于所述常温容器上部顶小处。
[0015]本专利技术提供一种超导磁体低温换热装置，储液容器和储气罐之间通过管路连通，气态的导热介质经过管路在储液容器和储气罐之间流通；制冷机通过设置在储液容器内的低温换热器冷却导热介质，使导热介质液化落入储液容器，低温换热器与导热介质进行热
交换，使导热介质液化为液态，沉积在储液容器的底部；低温冷屏内设置超导线圈，超导线圈与储液容器之间通过导热线传递热量，本专利技术将超导线圈放置于低温冷屏内，不与液态导热介质接触，通过制冷机的低温换热器使导热介质转变为低温的液体，使储液容器保持低温，并通过导热线使超导线圈保持低温，超导线圈无需浸没在液态导热介质中，因此能够减少液态导热介质的用量。
附图说明
[0016]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他的附图。
[0017]图1为本专利技术提供的超导磁体低温换热装置一种具体实施例的结构示意图。
[0018]图中包括：
[0019]储液容器1、储气罐2、管路21、补气口22、低温冷屏3、常温容器4、制冷机5、低温换热器51、换热座52、超导线圈6、导热线7、导热法兰71。
具体实施方式
[0020]本专利技术的核心在于提供一种超导磁体低温换热装置，通过热传导的方式使超导线圈保持低温，减少维护超导低温环境所需的液氦用量。
[0021]为了使本领域的技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面将结合附图及具体的实施方式，对本专利技术的超导磁体低温换热装置进行详细的介绍说明。
[0022]如图1所示，为本专利技术提供的超导磁体低温换热装置一种具体实施例的结构示意图；本专利技术的超导磁体低温换热装置包括储液容器1、储气罐2、低温冷屏3、常温容器4、制冷机5等结构，低温冷屏3可为50K冷屏，常温容器4可为300K容器；储液容器1用于存储液态的导热介质，储气罐2用于存储气态的导热介质，导热介质温度变化时具有不同的相态，低温时为液态，高温时为气态。
[0023]储液容器1和储气罐2之间通过管路21连通，导热介质为气态时可在储液容器1和储气罐2之间流动，从储液容器1进入储气罐2、或从储气罐2进入储液容器1。
[0024]制冷机5通过设置在储液容器1内的低温换热器51冷却导热介质，使导热介质液化落入储液容器1；制冷机5和低温换热器51之间相互导热连接，制冷机5能够产生冷量，通过低温换热器51与导热介质产生热交换，对气态的导热介质进行冷却，气态的导热介质与低温换热器51产生热交换后温度降低形成液态，下落到储液容器1的底部。低温换热器51伸入储液容器1内部，气态的导热介质从低温换热器51和储液容器1之间的间隙处流入，当经过低温换热器51产生热交换，气态的导热介质从气态液化转变为液态。
[0025]液态的导热介质下落到储液容器1的下部，当液态的导热介质吸收储液容器1传导的热量时产生汽化，能够快速地将热量导出，从而保持储液容器1的下部处于低温状态。
[0026]低温冷屏3内设置超导线圈6，储液容器1的下部以及超导线圈6均位于低温冷屏3之内，低温冷屏3起到隔热的作用，低温冷屏3的内腔中保持低温；超导线圈6与储液容器1之间通过导热线7传递热量。
[0027]低温冷屏3和储液容器1均设置在常温容器4之内，常温容器4用于保持内部的结构与外界隔热，常温容器4的外界为室温。管路21从外界引入常温容器4的内部，进入常温容器4内部设置的储液容器1后进行热交换，液化为液态。
[0028]低温冷屏3和常温容器4内均为保持真空，超导线圈6产生热量时通过导热线7将热量传递到储液容器1，导热线7具有良好的导热效果，储液容器1的底部具有良好的导热效果，能够将热量快速传递到内部的液态导热介质，导热介质吸收热量后汽化为气态上升，到达低温换热器51时重新受冷变为液态，如何循环保持动态平衡。
[0029]由于本专利技术提供的超导磁体低温换热装置通过热传递的方式使超导线圈6保持低温，超导线圈6不需要浸没在液态的导热介质中，导热介质与超导线圈6保持相互隔离，相对于传统的将超导线圈浸在介质内的降温方式，能够有效地减少导热介质的用量，仅通过少量的导热介质即可超导线圈6保持低温环境，提高降温过程的换热效率，减少降温时间；由于导热介质并未与超导线圈接触，更换或补充导热介质的速度更快，能有效增加磁体运行时停电不失超的安全时间。
[0030]在上述方案的基础上，本专利技术的导热线7通过导热法兰71与储液容器1的底部相连，导热线7连接在导热法兰71上，导热线7直接与导热法兰71产生热交换，导热线7可焊接在导热法兰71上，减少接触热阻；导热法兰71与储液容器1之间的接触位置分别设置用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超导磁体低温换热装置，其特征在于，包括储液容器(1)、储气罐(2)、低温冷屏(3)、常温容器(4)、制冷机(5)，所述储液容器(1)和所述储气罐(2)之间通过管路(21)连通；所述制冷机(5)通过设置在所述储液容器(1)内的低温换热器(51)冷却导热介质，使导热介质液化落入所述储液容器(1)；所述低温冷屏(3)内设置超导线圈(6)，所述超导线圈(6)与所述储液容器(1)之间通过导热线(7)传递热量。2.根据权利要求1所述的超导磁体低温换热装置，其特征在于，所述导热线(7)通过导热法兰(71)与所述储液容器(1)的底部相连；所述导热法兰(71)与所述储液容器(1)之间的接触位置分别设置用于增大换热面积的散热片。3.根据权利要求2所述的超导磁体低温换热装置，其特征在于，所述导热法兰(71)的导热系数不低于不锈钢；所述储液容器(1)与所述导热法兰(71)焊接固定。4.根据权利要求3所述的超导磁体低温换热装...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁金辉，莫耀敏，乐志良，段训琪，郑杰，刘照泉，姚海锋，姚鸣生，许建益，
申请(专利权)人：宁波健信核磁技术有限公司，
类型：发明
国别省市：