一种制冷机直冷型高温超导电流引线结构制造技术

本发明专利技术公开了一种制冷机直冷型高温超导电流引线结构，包括有室温段，室温段由室温铜接头、室温端绝缘电极和室温法兰构成；铜引线段采用铜引线并弯曲成凹形状；一级冷头段的无氧铜过渡段、G10压接板与一级导冷铜板通过“铟片

【技术实现步骤摘要】
一种制冷机直冷型高温超导电流引线结构


[0001]本专利技术属于高温超导电流引线领域，具体涉及一种制冷机直冷型高温超导电流引线结构。

技术介绍

[0002]高温超导电流引线是连接室温电源和低温超导磁体，从室温过度到液氦温区的电连接装置。对于超导磁体，常规的电流引线是向低温系统漏热的主要热源；由于Bi
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2223和YBCO等高温超导材料在液氮温区具有零电阻率和低热导率特点，高温超导电流引线能够减少低温系统一半的冷量消耗，而制冷机直冷型高温超导电流引线采用制冷机一级冷头和二级冷头分别冷却高温超导段和低温段，利用常温氦气制冷冷却，相比常规高温超导电流引线采用液氦冷却的方式，进而有效减少低温系统的建设投资和运行费用。
[0003]高温超导材料在超导状态下电阻为零，不会产生焦耳热，并且其热导率与不锈钢相当，其传导漏热也大大降低。由于高温超导材料实现超导态时必须工作在低温温度环境中，所以本电流引线主要通过制冷机的一级冷头将温度降至液氮温区以下，二级冷头将温度降至液氦温区而实现高温超导段的运行。
[0004]电流引线是超导装置中的关键部件之一，它对于超导磁体的稳定工作以及低温系统的成本，具有重要意义。追求稳定性和最小漏热一直是电流引线设计的首要目标。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种制冷机直冷型高温超导电流引线结构，以实现高温超导电流引线的结构模块化、低漏热，并提高高温超导电流引线的载流能力和安全性。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案为：
[0007]一种制冷机直冷型高温超导电流引线结构，包括依次沿直线设置的室温段、铜引线段、一级冷头段、高温超导段和二级冷头段，其中：
[0008]所述室温段由室温段绝缘电极、室温法兰和连接在室温段绝缘电极前端的室温铜接头构成；
[0009]所述铜引线段由弯曲状的铜引线和连接在铜引线两端的铜引线段接头构成，铜引线其中一端的铜引线段接头与室温段绝缘电极后端连接；
[0010]所述一级冷头段包括一级冷头高导无氧铜导冷块，所述铜引线段中铜引线另一端的铜引线段接头连接在一级冷头高导无氧铜过渡段的一面侧板上，所述高温超导段中的高温超导段热端接头连接在所述一级冷头高导无氧铜过渡段的另一面侧板上，所述的一级冷头高导无氧铜过渡段的底部安装有G10压接板，所述一级冷头高导无氧铜过渡段、G10压接板与一级冷头高导无氧铜导冷块通过螺母压接的方式进行固定；
[0011]所述高温超导段包括条形状的不锈钢分流器、共中心轴设置在不锈钢分流器上的高温超导叠，不锈钢分流器的轴向一端共中心轴连接有高温超导段热端接头，不锈钢分流器的轴向另一端共中心轴连接有高温超导段冷端接头，所述高温超导叠的轴向两端分别与
高温超导段热端接头、高温超导段冷端接头连接；
[0012]所述二级冷头段包括二级冷头高导无氧铜导冷块，所述的二级冷头高导无氧铜导冷块与二级冷头高导无氧铜过渡段通过螺母压接，所述的二级冷头高导无氧铜过渡段与高温超导段冷端接头通过螺母压接。
[0013]进一步地，所述的一级冷头高导无氧铜导冷块与所述一级冷头高导无氧铜过渡段之间从下至上依次叠置有多层第一叠片。
[0014]进一步地，所述的一级冷头段的压接方式是采用螺母压接，螺孔内加设有G10套管。
[0015]进一步地，所述的高温超导段冷端接头与二级冷头高导无氧铜过渡段之间从左至右依次叠置有多层第二叠片。
[0016]进一步地，所述第一、第二叠片均有三层，从下至上依次为铟片、氮化铝垫片、铟片。
[0017]进一步地，所述铜引线段接头、高温超导段热端接头、高温超导段冷端接头采用锡焊加螺栓压紧的方式分别连接在所述一级冷头高导无氧铜过渡段两侧和二级冷头高导无氧铜过渡段的一侧。
[0018]进一步地，所述高温超导段中，所述高温超导叠由多层Bi
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2223/AgAu超导带真空焊接而成。
[0019]有益效果：
[0020]本专利技术的目的是提供一种制冷机直冷型高温超导电流引线结构，以实现高温超导电流引线的结构模块化、低漏热，并提高高温超导电流引线的载流能力和安全性。本专利技术的优点是不仅简化了用户加工和安装的工艺，节约运行成本，而且可以利用制冷机一级冷头将电流引线的高温超导段热端温度稳定控制在70K以下，二级冷头将电流引线的冷端温度控制在5K以下，有效保证了高温超导电流引线的运行安全。
附图说明
[0021]图1为本专利技术的制冷机直冷型高温超导电流引线结构示意图；
[0022]图2为本专利技术的制冷机直冷型高温超导电流引线分段示意图；
[0023]图3为本专利技术的制冷机直冷型高温超导电流引线一级冷头段结构示意图；
[0024]图4为本专利技术的制冷机直冷型高温超导电流引线高温超导段安装示意图。
[0025]其中：室温铜接头1，绝缘电极2、室温法兰3，铜引线4，接头5，一级冷头高导无氧铜过渡段6，多层第一叠片7，一级冷头高导无氧铜导冷块8，G10压接板9，高温超导叠10，高温超导段冷端接头11，多层第二叠片12，二级冷头高导无氧铜导冷块13，高温超导段热端接头14，不锈钢分流器15，室温段16、铜引线段17、一级冷头段18、高温超导段19、二级冷头段20，二级冷头高导无氧铜过渡段21。
具体实施方式
[0026]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要
彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0027]如图2所示，本专利技术的一种制冷机直冷型电流引线结构，包括依次沿直线设置的室温段16、铜引线段17、一级冷头段18、高温超导段19、二级冷头段20，其中：
[0028]如图1、图2所示，所述室温段16由室温段绝缘电极2、室温法兰3和连接在室温段绝缘电极2前端的室温铜接头1构成，可起真空密封和电绝缘的作用。
[0029]如图1、图2所示，所述铜引线段17由弯曲状的铜引线4和连接在铜引线4两端的铜引线段接头5构成，铜引线4其中一端的铜引线段接头5与室温段绝缘电极2后端连接，可起美观、节约空间并增大空间应力和热收缩补偿的作用。
[0030]如图1
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4所示，所述一级冷头段18包括一级冷头高导无氧铜导冷块8，所述铜引线段17中的铜引线4另一端的铜引线段接头5通过铟片压接在一级冷头高导无氧铜过渡段6的一面侧板上，所述高温超导段19中的高温超导段热端接头14通过铟片压接在所述一级冷头高导无氧铜过渡段6的另一面侧板上，可增大接触面积，减小接触电阻。所述一级冷头高导无氧铜过渡段6的底部安装有G10压接板9，所述一级冷头高导无氧铜过渡段6、G10压接板9与一级冷头高导无氧铜导冷块8通过螺母压接的方式进行固定，可增加冷却面积，增大传到冷却效率。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制冷机直冷型高温超导电流引线结构，其特征在于：包括依次沿直线设置的室温段、铜引线段、一级冷头段、高温超导段和二级冷头段，其中：所述室温段由室温段绝缘电极、室温法兰和连接在室温段绝缘电极前端的室温铜接头构成；所述铜引线段由弯曲状的铜引线和连接在铜引线两端的铜引线段接头构成，铜引线其中一端的铜引线段接头与室温段绝缘电极后端连接；所述一级冷头段包括一级冷头高导无氧铜导冷块，所述铜引线段中的铜引线另一端的铜引线段接头连接在一级冷头高导无氧铜过渡段的一面侧板上，所述高温超导段中的高温超导段热端接头连接在所述一级冷头高导无氧铜过渡段的另一面侧板上，所述的一级冷头高导无氧铜过渡段的底部安装有G10压接板，所述一级冷头高导无氧铜过渡段、G10压接板与一级冷头高导无氧铜导冷块通过螺母压接的方式进行固定；所述高温超导段包括条形状的不锈钢分流器、共中心轴设置在所述不锈钢分流器上的高温超导叠，不锈钢分流器的轴向一端共中心轴连接有所述高温超导段热端接头，所述不锈钢分流器的轴向另一端共中心轴连接有高温超导段冷端接头，所述高温超导叠的轴向两端分别与所述高温超导段热端接头、高温超导段冷端接头连接；所述二级冷头段包括二级冷头高导无氧铜导冷块，所述的二级冷头高导无氧铜导冷块与二级冷头高导无氧铜过渡段通过螺母压接，...

【专利技术属性】
技术研发人员：董育军，郑金星，刘承连，陆坤，张柯，经凯明，
申请(专利权)人：中国科学院合肥物质科学研究院，
类型：发明
国别省市：