Сверхпроводящая магнитная система с погружным охлаждением Советский патент 1992 года по МПК H01L39/14 H01F6/04 

1

12

Изобретение относится к электрофизической аппаратуре, в частности к конструкции сверхпроводящих магнитных систем, например магнитных систем пузырьковых водородных камер, индуктивных накопителей энергии ядр., .

Целью изобретения является по- вьшение экономичности и надежности работы сверхпроводящей магнитной системы с погружным охлаждением.

На че1ртеже схематически изображена предлагаемая конструкция сверхпроводящей магнитной системы.

В вакуумном кожухе 1 размещены теплозащитный экран 2, основной объем 3 гелиевой ванны, патрубок 4, соединяющий основной 3 и дополнительный 5 объемы гелиевой ваннЬт, автоматичеркий клапан 6 и регулирующий вентиль 7. Основной 3 и дополнительный 5 объемы гелиевой ванн соединены с системой сбора газооб- разногр гелия трубопроводами ,8 с установленными на них вентилями 9 и 10.

В режиме работы сверхпроводящей магнитной CHCTetJbT без повьяиенных тепловыделений в обмотке основной объем 3 гелиевой ванны заполнен жидким гелием, а дополнительный объем 5 - холодным газообразным гелием. Автоматический клапан 6 закрыт, вентили 9 и 10 открыты, следовательно, в основном и дополнительном объемах гелиевой ванны поддерживает одинаковое давление, определяемое давлением в системе сбора газообразного гелия,

Появление значительных тепловыделений а сверхпроводящей обмотке 11 приводит к резкому вскипанию - гелия в ОСНОВНОМ объеме 3 гелиевой ванны,и, следовательно, к росту давления в нем. Под действием разности давлений открывается автоматический клапан 6, it жидкий гелий вытесняется, испаряясь при этом лишь частично, из основного объема 3 в дополнительный объем 5, выходя

72

тем семьи из непосредственного контакта с нагревающейся сверхпроводя- i щей обмоткой 11 , которая остается в основном объеме Э в среде газообразного гелия. Благодаря этому прекращается рост давления в основ-, ном объеме гелиевой ванны и предот вращается выброс больших количеств холодного гелия из криостата, .

Помимо этого оголение обмотки от жидкого гелия дает полезный эффект в случае аварийного вьщеления в обмотке запасенной в ней электрической энергии. При появлении резистивного участка в сверхпроводящей обмотке запасенная в ней энергия рассеивается локально лишь на этом участке, в результате чего может произойти чрезмерный перегрев

этого участка обмотки и его термическое разрушение. - Оголение об мотки от жидкого гелия приводит к значительному повьппению скорости , распространения нормальной фазы по

объему обмотки более равномерно, и уменьшается вероятность термического повреждения обмотки.

После того, как в результате вытеснения жидкого гелия из основного объема 3 гелиевой ванны тем- пература сверхпроводящей обмотки 11 и соответственно давление а ОСНОВНОМ объеме 3 гелиевой ванны стабилизируготся, жидкий гелий через патрубок 4j .но уже черер регулирующий вентиль 7, постепенно подается- обратно из дополнительного объема 5 в основной объем 3 гелиевой ванныj где захолагкив ет сверхпроводящую обмотку 11 до рабочей температуры и далее заполняет основкой объем 3 гелиевой ванны. При этом важно отметить,, что охлаждение сверхпроводящей обмотки 11 происходит с использованием теплоемкости газообразного гелия. Перелив жидкого гелия из дополнительно объёма 5 в основной об ьем 3 осущестйляется за счет подъема давлеигия в объеме 5 прн

5

0

закрытом вентиле 10.

Всистему cSof-ist J Эо еаабООре/З

iVffSff гфли/)

5)f4Д

11

Редактор Н,Клюкина

Заказ 793Тираж - Подписное

ВНЙИЙИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород; ул. Проектная, 4

Составитель А.Ваганов

Техред 3.Палий Корректор Т. Колб