CN102751594A - 用于超导导体的u形弯曲连接盒及其安装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于超导导体的U形弯曲连接盒及其安装方法，所述连接盒为长方体无磁不锈钢块，所述不锈钢块上设有U型槽，所述U型槽内放置去除导体铠甲的超导电缆，所述连接盒的一端通过U形槽的两个开口端和铠装电缆的导体铠甲密封焊接，另一端通过通孔和液氦冷却管密封焊接，所述不锈钢块上开口的顶部和盖板密封焊接。本发明提供的用于超导导体的U形弯曲连接盒及其安装方法，连接盒为开有U型槽的长方体无磁不锈钢块，所述连接盒的一端通过U形槽的两个开口端和铠装电缆的导体铠甲密封焊接，另一端通过通孔和液氦冷却管密封焊接，从而避免使用接头，用于超导导体短样测试样品的制作或者需要大角度弯曲的超导磁体进出线的连接。
Description
技术领域
本发明涉及一种超导导体的连接盒及其安装方法，尤其涉及一种用于超导导体的U形弯曲连接盒及其安装方法。
背景技术
可控磁约束热核聚变是目前人类公认解决未来全球能源危机问题的最行之有效的技术手段之一，而超导托卡马克在各种磁约束聚变装置中研究最为广泛，也是最有希望实现商业可控核聚变建堆的装置结构。目前国际上已投入使用和在建设中的超导托卡马克装置的超导磁体全部应用NbTi或Nb3Sn低温超导线铠装电缆导体绕制的超导线圈用来提供大空间的背景磁场，存在超导磁体的地方必然有超导接头连接，超导磁体导体之间、超导磁体导体与电流引线之间不可缺少大量超导导体接头的连接，超导接头作为导体的电连接和冷却回路连接，结构复杂、工艺繁琐，且运行时受外界条件影响较大，因此超导接头技术越来越成为大家研究的聚变工程中的关键技术，直接影响到了超导磁体技术的前进与发展。超导导体接头的设计与安装关系到超导磁体系统的稳定运行，超导接头技术因此也是超导磁体系统的关键技术之一。
在大型超导磁体装置磁体成型过程中进出口一般预留较短的导体用于磁体与电流传输线的接头连接，另外由于铠装电缆超导导体铠甲坚硬而不易弯曲，由于空间限制，在需要大角度弯曲的场合，一般也要将连续的导体切断而使用接头连接两根超导导体。接头的存在不可避免的导致接头电阻的产生并发热，同时由于电流从超导电缆向接头导电板的转移过程中的电流分布不均匀将极易导致超导导体在超导转变出现时瞬间失超，从而对装置运行带来不稳定因素并降低超导磁体安全运行参数裕度。因此，有必要提供用于超导导体的U形弯曲连接盒及其安装方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种用于超导导体的U形弯曲连接盒及其安装方法，能够避免使用接头，用于超导导体短样测试样品的制作或者需要大角度弯曲的超导磁体进出线的连接。
本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种用于超导导体的U形弯曲连接盒，所述连接盒为长方体无磁不锈钢块，所述不锈钢块上设有U型槽，所述U型槽内放置去除导体铠甲的超导电缆，所述连接盒的一端通过U形槽的两个开口端和铠装电缆的导体铠甲密封焊接，另一端通过通孔和液氦冷却管密封焊接，所述不锈钢块上开口的顶部和盖板密封焊接。
上述的用于超导导体的U形弯曲连接盒，其中，所述U型槽的开口角度为0～180°。
上述的用于超导导体的U形弯曲连接盒，其中，所述U型槽的内壁两侧焊接有用于固定超导电缆的无磁不锈钢压块。
本发明为解决上述技术问题还提供一种用于超导导体的U形弯曲连接盒的安装方法，包括如下步骤：确定需要放入U形弯曲连接盒内的超导电缆的长度及位置，然后去除铠装电缆导体铠甲，将去除铠甲后的超导电缆弯曲所需角度后放入连接盒的U形槽内；将铠装电缆导体铠甲与U形槽开口端密封焊接；使用夹具将去除铠甲部分超导电缆压紧在U形槽内，压紧至空隙率为15％～25％，将无磁不锈钢材料压块焊接到U形槽内壁两侧以固定超导电缆；焊接连接盒盖板和液氦冷却管使得U形弯曲连接盒整体呈密封状；对焊接好的连接盒进行真空及正压检漏。
本发明对比现有技术有如下的有益效果：本发明提供的用于超导导体的U形弯曲连接盒及其安装方法，连接盒为开有U型槽的长方体无磁不锈钢块，所述连接盒的一端通过U形槽的两个开口端和铠装电缆的导体铠甲密封焊接，另一端通过通孔和液氦冷却管密封焊接，从而避免使用接头，用于超导导体短样测试样品的制作或者需要大角度弯曲的超导磁体进出线的连接。
附图说明
图1为本发明用于超导导体的U形弯曲连接盒结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。
图1为本发明用于超导导体的U形弯曲连接盒结构示意图。
请参见图1，本发明提供的用于超导导体的U形弯曲连接盒为长方体无磁不锈钢块，所述不锈钢块上设有U型槽1，所述U型槽内放置去除导体铠甲的超导电缆，所述连接盒的一端通过U形槽的两个开口端3和铠装电缆的导体铠甲密封焊接，另一端通过通孔2和液氦冷却管密封焊接，所述不锈钢块上开口的顶部和盖板(图未示)密封焊接。
本发明提供的U形弯曲超导导体连接盒可用于一根连续的铠装电缆超导导体最大180度弯曲的连接。U型槽1的开口角度可以根据实际工作位置任意调整(0～180°)以适应不同的工作场合。理论计算当铠装电缆导体铠甲由于弯曲而导致的内部超导电缆拉伸应变大于许用应变的场合即可使用U形弯曲连接盒。
去除铠甲后的超导电缆被放置并压紧在U形弯曲连接盒内，连接盒盖板焊接后连接盒将成为一个密封的空间，一方面用作冷却剂的压力容器，另一方面可作为电磁力的支撑和传递构件，可以视为和铠装电缆导体为一个整体，由于避免了使用接头而没有接头电阻的产生。U形槽1可使用数控加工中心加工，要求U型槽底面与侧面平滑过渡无尖角及毛刺，防止组装过程中损伤超导电缆。
本发明提供的U形弯曲超导导体连接盒的安装方法如下：
确定需要放入U形弯曲连接盒内的超导电缆的长度及位置，然后去除铠装电缆导体铠甲，将去除铠甲后的超导电缆弯曲所需角度后放入连接盒的U形槽1内；
将铠装电缆导体铠甲与U形槽开口端3密封焊接；
使用夹具将去除铠甲部分超导电缆压紧在U形槽1内，压紧至空隙率为15％～25％，优选约为20％，将无磁不锈钢材料压块焊接到U形槽内壁两侧以固定超导电缆；
焊接连接盒盖板和液氦冷却管，材料均为无磁不锈钢材料。
对焊接好的连接盒进行真空及正压检漏，正压压力应高于超导导体运行工况最大压力，漏率应满足超导磁体装置运行要求。
虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。
Claims (4)
1.一种用于超导导体的U形弯曲连接盒，其特征在于，所述连接盒为长方体无磁不锈钢块，所述不锈钢块上设有U型槽，所述U型槽内放置去除导体铠甲的超导电缆，所述连接盒的一端通过U形槽的两个开口端和铠装电缆的导体铠甲密封焊接，另一端通过通孔和液氦冷却管密封焊接，所述不锈钢块上开口的顶部和盖板密封焊接。
2.如权利要求1所述的用于超导导体的U形弯曲连接盒，其特征在于，所述U型槽的开口角度为0～180°。
3.如权利要求1所述的用于超导导体的U形弯曲连接盒，其特征在于，所述U型槽的内壁两侧焊接有用于固定超导电缆的无磁不锈钢压块。
4.一种如权利要求1所述的用于超导导体的U形弯曲连接盒的安装方法，其特征在于，包括如下步骤：
确定需要放入U形弯曲连接盒内的超导电缆的长度及位置，然后去除铠装电缆导体铠甲，将去除铠甲后的超导电缆弯曲所需角度后放入连接盒的U形槽内；
将铠装电缆导体铠甲与U形槽开口端密封焊接；
使用夹具将去除铠甲部分超导电缆压紧在U形槽内，压紧至空隙率为15％～25％，将无磁不锈钢材料压块焊接到U形槽内壁两侧以固定超导电缆；
焊接连接盒盖板和液氦冷却管使得U形弯曲连接盒整体呈密封状；
对焊接好的连接盒进行真空及正压检漏。
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