一种用于超导装置的二元引线结构和具有该结构的超导装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种用于超导装置的二元引线结构和具有该结构的超导装置，其中该二元引线结构包括：连接高温部分的铜电流引线；连接低温部分的超导电流引线；以及连接在所述铜电流引线和超导电流引线之间的分体式换热器。本实用新型专利技术结构简单、性能稳定、运行可靠、漏热小以及便于拆装。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及高温超导电流引线
，特别涉及一种用于超导装 置的二元引线结构和具有该结构的超导装置。
技术介绍
本技术涉及高温超导电流引线
，特别涉及一种用于超导装 置的二元引线结构和具有该结构的超导装置。超导磁体系统采用室温电源来作为工作电源，但是超导磁体本身是工作 在低温的液氦环境中，因此，在室温端电源向低温端超导磁体产生的漏热， 需要中间换热器来进行转换。目前，超导磁体系统基本都采用铜电流引线和高温超导电流引线复合的 二元电流引线。上端铜电流引线向低温端的漏热，通过换热器，被系统内部 制冷机带走。目前的二元电流引线，结构复杂，制作及维护麻烦，当换热器 内部绝缘出现问题后，需要更换整个电流引线。
技术实现思路
本技术的主要目的在于，提供一种结构简单、性能稳定、运行可罪'漏热小以及便于拆装的二元电流引线结构。为了实现上述目的，本技术的二元电流引线结构包括连接高温部 分的铜电流引线；连接低温部分的超导电流引线；以及连接在所述铜电流引 线和超导电流引线之间的分体式换热器。其中所述分体式换热器包括连接在所述铜电流引线和超导电流引线之 间的过渡铜块；通过一柔性带与所述过渡铜块相连的散热块。其中所述散热块包括换热器上铜块、绝缘片以及换热器下铜块；其中 所述换热器上铜块和换热器下铜块通过一紧固螺钉组件固定在一起；其中所 述绝缘片置于所述换热器上铜块和换热器下铜块之间，所述绝缘片用于实现 所述换热器上铜块和与换热器下铜块相连接的制冷机之间的电气绝缘；优选地，所述绝缘片要求具有较好的绝缘性能和良好的导热性能，其材料可为氮化铝陶瓷基片、氧化铍陶瓷基片、碳化硅陶瓷基片、氧化铝陶瓷基优选地，所述换热器上铜块、绝缘片以及换热器下铜块两两之间设有铟 箔、铝箔或者铜箔。优选地，所述换热器下铜块与一外部制冷机相连。本技术的另一目的是提供一种采用上述二元电流引线结构的超导 装置。根据本技术的一个具体实施例， 一种采用上述二元电流引线结构的 超导装置包括连接高温部分的两个铜电流引线；连接低温部分的两个超导 电流引线；分别连接在所述两个铜电流引线和两个超导电流引线之间的两个 分体式换热器；供电电源，连接在所述两电流引线之间；液氦池，内装有W1 氦；超导磁体，置于所述液氦池的液氦中，分别与所述两超导电流引线相连其中所述分体式换热器包括连接在所述铜电流弓I线和超导电流引线之 间的过渡铜块；通过一柔性带与所述过渡铜块相连的散热块。其中所述散热块包括换热器上铜块、绝缘片以及换热器下铜块；其中所述换热器上铜块和换热器下铜块通过一紧固螺钉组件固定在一起；其中戶;f述绝缘片置于所述换热器上铜块和换热器下铜块之间。由上述技术方案可知，本技术具有以下有益效果1、 本技术提供的这种二元电流引线结构，采用换热器与电流引线 分体式结构，实现电流引线内部导电与换热分体式结构，当电流引线出现绝 缘故障后，可以很简便的更换绝缘材料，避免了更换整个电流引线的代价。2、 本技术提供的这种二元电流引线结构，是一种制冷机冷却的电 流引线，其中的关键问题是在保证电流引线与制冷机良好的电气绝缘下， 引线与制冷机之间的热桥热阻应尽可能小。本技术采用具有良好导热十生 能和介电性能的氮化铝陶瓷基片以及厚度适中的金属箔片来减小换热器内 部的固体接触热阻，减小了高温超导电流引线的上端工作温度，进而提高了 电流引线工作的可靠性。3、 本技术提供的这种二元电流引线结构，具有结构简单、制作简 便、工作可靠且向低温端漏热小的特点，可以应用于各种开环超导磁体。4、本技术提供的是一种结构简单、性能稳定、运行可靠而且漏热 小的二元电流引线结构，最大限度的减小了换热器内部的温差，从而降低了 高温电流引线的上端温度，提高了引线的稳定性通过以下参照附图对优选实施例的说明，本技术的上述以及其它目 的、特征和优点将更加明显。附图说明图1为本技术的一种二元电流引线结构的示意图； 图2为本技术一种实施例的超导磁体结构示意图； 图3为本技术另一种实施例的超导磁体结构示意图。 其中，IO—电流引线与室温电源的接头；20 —铜电流引线；30 —换热 器；301—过渡铜块；302 —柔性连接带；303—换热器上铜块；304 —绝缘 片；305 —紧固螺钉组件；306 —换热器下铜块。40 —高温超导电流引线；50 一连接在高温超导电流引线与超导磁体引出线之间的下连接铜块；2 —真空 隔离波纹管(用来将超导磁体与外部环境隔离)；3 —液氦浴池；4 —超导磁 体引出线；5—超导磁体；6 —液氦。具体实施方式下面将详细描述本技术的具体实施例。应当注意，这里描述的实施 例只用于举例说明，并不用于限制本技术。图1为本技术的一种换热器分体式二元电流引线结构的示意图。该 电流引线结构为分体式二元电流引线结构，结构简单，性能可靠，具体包括位于上端的铜电流引线20，位于下端的高温超导电流引线40，以及连接所 述铜电流引线20与高温超导电流引线40的分体式换热器30。其中该铜电流引线20连接高温部分，采用最佳长度截面尺寸的铜电流 引线，实现最小漏热的要求。其中该高温超导电流引线40连接低温部分，采用Ag-Au包套的 Bi-2223/2212超导线，具有低的导热系数；在工作时，高温超导电流引线40 处于超导态，可以避免焦耳热，减小向低温端的漏热。其中该分体式换热器30包括过渡铜块301和由换热器上铜块303和 换热器下铜块306组成的散热块。所述过渡铜块301连接在所述铜电流引线20与高温超导电流引线40之间，并通过一的柔性带302将铜电流引线20产 生的焦耳热以及向低温端的导热漏热传导给由换热器上铜块303、换热器下 铜块306组成的散热块，其热量由与换热器下铜块306相连接的一外部制7令 机带走。优选地，所述散热块还可以采用导热性能和介电性能良好的氮化铝陶瓷 基片制作的绝缘片304以及厚度适中的金属箔片，来减小换热器内部温差， 降低高温超导线上端温度，提高引线的稳定性。具体地，由紧固螺钉组件305将换热器上铜块303和换热器下铜块306 固定在一起；在换热器上铜块303与换热器下铜块306之间固定有氮化铝陶 瓷基片304，该氮化铝陶瓷基片304用于实现所述铜电流引线20与连接于换 热器下铜块306的制冷机之间的电气绝缘。所述铜电流引线20与高温超导电流引线40焊接于换热器30的过渡铜 块301上，同时铜电流引线20产生的焦耳热和向低温端传递的导热漏热， 通过与制冷机相连的换热器下铜块306被带走。所述在换热器上铜块303、氮化铝陶瓷基片304和换热器下铜块306各 层之间分别垫有铟箔、铝箔或铜箔，以减小换热器30内部的固体接触热阻， 减小换热温差。图2为本技术一种实施例的超导磁体结构示意图。如图2所示，该 实施例采用两个上述的分体式二元电流引线结构，来分别连接浸泡在液氦，谷 池3内液氦6里的超导磁体5和处于室温的电源，所述室温端电源、两个分 体式二元电流引线结构以及超导磁体，构成一个封闭环路。相对于传统的铜 电流引线，采用二元结构的电流引线结构，可以有效地减小向低温端的漏热。 上端铜电流引线20与室温端电源相连。铜电流引线20产生的焦耳热本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于超导装置的二元电流引线结构，其特征在于，该结构包括：　　　　连接高温部分的铜电流引线；　　　　连接低温部分的超导电流引线；以及　　　　连接在所述铜电流引线和超导电流引线之间的分体式换热器。

【技术特征摘要】
1、一种用于超导装置的二元电流引线结构，其特征在于，该结构包括连接高温部分的铜电流引线；连接低温部分的超导电流引线；以及连接在所述铜电流引线和超导电流引线之间的分体式换热器。2、 根据权利要求1所述的结构，其特征在于，所述分体式换热器包括 连接在所述铜电流引线和超导电流引线之间的过渡铜块； 通过一柔性带与所述过渡铜块相连的散热块。3、 根据权利要求2所述的结构，其特征在于，所述散热块包括换热 器上铜块、绝缘片以及换热器下铜块；其中所述换热器上铜块和换热器下铜块通过一紧固螺钉组件固定在一起；其中所述绝缘片置于所述换热器上铜块和换热器下铜块之间。4、 根据权利要求3所述的结构，其特征在于，所述换热器上铜块与纟色 缘片之间以及所述绝缘片与换热器下铜块之间分别设有铟箔、铝箔或者铜箔。5、 根据权利要求3所述的结构，其特征在于，所述换热器下铜块与一 外部制冷机相连。6、 根据权利要求3所述的结构，其特征在于，所述绝缘片可为氮化铝 陶...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱自安，马文彬，易昌练，
申请(专利权)人：中国科学院高能物理研究所，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]