一種大型超導磁體電流引線高效率組裝式換熱器結構的製作方法

2023-08-07 15:47:31

本發明屬於熱核聚變領域，涉及一種大型超導磁體電流引線高效率組裝式換熱器結構。

背景技術：

熱核聚變將為人類提供取之不盡的清潔能源，國際熱核聚變試驗堆（iter）計劃將在未來十年內建成。高溫超導電流引線為其巨型低溫超導磁體供電，同時連接室溫(300k)與低溫（4.5k）,換熱器段連接高溫超導端及室溫銅頭端，換熱器段直接與進口50k的氦氣進行換熱冷卻，與銅導體換熱後於室溫終端出口溫度約300k，通過流量計後最終流回到低溫系統。換熱器段運行溫度為65k-300k。iter電流引線的設計參數上對於50k氦氣的流量與壓差有明確的限定要求，因此需要設計溼周界大的高效換熱器，同時需要控制氦氣壓差在要求的範圍之內。與換熱器相關的另一個指標是lofa時間，要求在全電流、失冷情況下，整個lofa時間內電流引線高溫超導疊不會失超。綜合上述各種因素，使得該類機構的設計困難較大。

技術實現要素：

本發明提供了一種大型超導磁體電流引線高效率組裝式換熱器結構，與常規換熱器相比，該換熱溼周界明顯增大，壓差明顯減少，熱沉作用更大，lofa時間更長。

本發明採用的技術方案如下：

一種大型超導磁體電流引線高效率組裝式換熱器結構，其特徵在於：包括有低溫端銅塊、換熱器套筒、銅芯棒換熱器、主體換熱器、測量線通道、常溫端銅塊，所述主體換熱器的內部兩端分別設有多個銅芯棒換熱器安裝孔、中間為翅片型換熱器，各個銅芯棒換熱器安裝孔內分別嵌入安裝有一個銅芯棒換熱器，主體換熱器的中心設有測量線通道，測量診斷線可從測量線通道中穿過，主體換熱器的兩端分別焊接有低溫端銅塊、常溫端銅塊；所述銅芯棒換熱器包括有線切割出氣體通道的銅棒，銅棒內安裝有不鏽鋼棒，銅棒的兩端分別焊接有不鏽鋼固定片；所述主體換熱器外套裝有換熱器套筒。

所述的一種大型超導磁體電流引線高效率組裝式換熱器結構，其特徵在於：所述銅芯棒換熱器的外表面切割有真空釺焊工藝槽，銅芯棒換熱器通過真空釺焊工藝槽與主體換熱器焊接在一起。

所述的一種大型超導磁體電流引線高效率組裝式換熱器結構，其特徵在於：所述主體換熱器的兩端分別開有ebw焊接工藝槽，主體換熱器通過ebw焊接工藝槽與低溫端銅塊和常溫端銅塊焊接到一起。

本發明的原理是：

本發明設計了一種高效率、高lofa時間的組裝式換熱器，兩端設計有組裝式銅芯棒換熱器，銅芯棒換熱器可嵌入主體換熱器內部，根據需要其可嵌入較多的銅芯棒換熱器，因此其換熱器溼周界更高，可以達到同尺寸換熱器的幾倍，換熱效率大大提升；且該結構熱沉更大，可大大提高了lofa時間；同時該結構換熱器流道簡單且比較短，因此其具有更低的壓差。

本發明的優點是：

（1）本發明具有相當高的換熱器溼周界，換熱效率更高，所需冷卻氣體流量更少；

（2）本發明發流道較短且簡單，壓差較小，對低溫製冷劑的要求更低，能耗更小；

（3）本發明的具有大體積的熱沉，在冷卻氣體故障時，電流引線在無冷卻的情況下不會過熱損害，lofa時間更長。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖。

圖2為銅芯棒換熱器和主體換熱器的裝配結構示意圖。

圖3為銅芯棒換熱器的外部結構示意圖。

圖4為芯棒換熱器的剖視圖。

圖5為芯棒換熱器的左視圖。

其中，圖中標號：1－低溫端銅塊，2－換熱器套筒，3－銅芯棒換熱器，4－主體換熱器，5－測量線通道，6－常溫端銅塊，7－不鏽鋼固定片，8－不鏽鋼棒，9－不鏽鋼固定片，10－真空釺焊工藝槽，11－銅棒，12－氣體通道。

具體實施方式

參見附圖1-4，一種大型超導磁體電流引線高效率組裝式換熱器結構，包括有低溫端銅塊1、換熱器套筒2、銅芯棒換熱器3、主體換熱器4、測量線通道5、常溫端銅塊6，主體換熱器3的內部兩端分別設有多個銅芯棒換熱器安裝孔、中間為翅片型換熱器，各個銅芯棒換熱器安裝孔內分別嵌入安裝有一個銅芯棒換熱器3，主體換熱器4的中心設有測量線通道5，測量診斷線可從測量線通道5中穿過，主體換熱器4的兩端分別焊接有低溫端銅塊1、常溫端銅塊6；銅芯棒換熱器3包括有線切割出氣體通道12的銅棒11，銅棒11內安裝有不鏽鋼棒8，銅棒11的兩端分別焊接有不鏽鋼固定片7、9；主體換熱器4外套裝有換熱器套筒2。

銅芯棒換熱器3的外表面切割有真空釺焊工藝槽10，銅芯棒換熱器3通過真空釺焊工藝槽、真空釺焊工藝與主體換熱器4焊接在一起。

主體換熱器4的兩端分別開有ebw焊接工藝槽，主體換熱器4通過ebw焊接工藝槽、ebw焊接工藝與低溫端銅塊1和常溫端銅塊6焊接到一起。