【技术实现步骤摘要】
基于高温超导的聚变堆超导磁体系统
[0001]本专利技术涉及核聚变和超导磁体
，尤其涉及一种基于高温超导的聚变堆超导磁体系统。
技术介绍
[0002]清洁能源—聚变能的使用是人类的梦想之一，但其产生所面临的挑战是非常复杂的。磁约束聚变被认为是最有可能实现聚变能应用的途径之一，托卡马克也成为了磁约束聚变装置的主流研究形式。中国成功建立并运行世界首个全超导非圆截面托卡马克EAST装置，参与国际热核聚变实验堆ITER装置建设，开展中国聚变工程实验堆(CFETR)工程设计工作。同时，世界主要大国也都开始了下一代聚变堆的预研和设计工作。超导技术成功应用于产生强磁场的托卡马克磁体上是磁约束聚变研究的一项重大突破，超导磁体作为磁约束聚变装置的核心部件，其磁场强度对聚变功率和高参数等离子体运行起着决定性作用。下一代聚变堆的显著特点是对磁场要求高，其中环向场磁体系统和中心螺管磁体系统的最高磁场都将超过15T，这给磁体设计，特别是导体选择带来了巨大的挑战。
[0003]超导磁体系统是聚变堆的重要组成部分，其作用是约束、控制、平衡和...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.基于高温超导的聚变堆超导磁体系统，其特征在于，所述聚变堆超导磁体系统包括环向场磁体系统、中心螺管磁体系统、极向场磁体系统，所述环向场磁体系统由高温超导CICC导体绕制而成，以对等离子起到约束作用；所述中心螺管磁体系统由低温超导CICC导体和高温超导CICC导体共同绕制而成，通过所述中心螺管磁体系统产生磁通变化击穿等离子体，进而形成等离子体电流，为等离子体提供加热，同时与极向场磁体系统共同产生极向磁场，用以维持等离子体平衡；所述高温超导带材缠绕在所述子缆中心骨架包绕铜保护层的外侧；所述极向场超导磁体系统由若干不同尺寸的极向场磁体组成，且固定于所述环向场磁体系统的外侧圆弧段上，且所述极向场磁体包括线圈绕组，所述线圈绕组由若干超导缆直接绕制而成，且所述线圈绕组的外侧上设置有饼间超导接头以及馈线超导接头。2.根据权利要求1所述的基于高温超导的聚变堆超导磁体系统，其特征在于，所述聚变堆超导磁体系统安装于杜瓦瓶的内部，且所述杜瓦瓶的内部安装有包层以及若干真空室，且所述聚变堆超导磁体系统与所述包层进行连接，且在所述聚变堆超导磁体系统的底部上安装有偏滤器以及冷屏。3.根据权利要求1所述的基于高温超导的聚变堆超导磁体系统，其特征在于，其中，所述聚变堆超导磁体系统还包括环向场磁体支撑系统，所述环向场磁体系统包括极向场支撑以及环向线圈绕组，所述极向场支撑上安装有环向场线圈盒，底部上安装有终端箱，且所述环向场磁体支撑系统上承接极向场支撑。4.根据权利要求3所述的基于高温超导的聚变堆超导磁体系统，其特征在于，所述环向线圈绕组由多个D形线圈绕组组合而成，且其结构分为内侧直线段和外侧圆弧段，竖直部分位于聚变堆环形场磁体系统中心，且成圆形均匀布置，外侧圆弧段依次成放射状排布；所述D形线圈绕组由D形骨架以及若干组高温超导CICC导体绕制而成，所述D形骨架沿着D形方向分为若干部分，至少包括嵌入骨架和连接骨架。5.根据权利要求3所述的基于高温超导的聚变堆超导磁体系统，其特征在于，所述环向场线圈盒在环形线圈绕组的外部，并将所述环向线圈绕组固定，且所述环向场线圈盒包含内侧直线段和外侧圆弧段，其中，所述环向场线圈盒的内部布置有若干冷却管以及冷却线圈盒。6.根据权利要求3所述的基于高温超导的聚变堆超导磁体系统，其特征在于，所述环形场磁体支撑系统设置于所述极向场支撑的底部，用于承接重力，且所述环形磁体支撑系统依次包括环向场线圈支撑腿、热截至和柔性支撑，其中，所述环向场线圈支撑腿用以实现所述环形磁体支撑系统和环向磁体系统的连接，且热截至包括冷却板和绝缘板，其中冷却板内部布置由若干冷却管，用以实现环线线圈绕组和底部其他部件的热隔离；所述柔性支撑由若干柔性支撑板组合而成，用以吸收降温过程中的磁体热应变；其余部件包括卡钳和预紧板主要用于装配时的固定，底部垫...
【专利技术属性】
技术研发人员：郑金星，
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：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。