Сверхпроводниковый обмоточный провод с циркуляционным охлаждением для импульсных сверхпроводящих магнитных систем

 

Изобретение относится к области электротехники, в частности к изготовлению технических сверхпроводниковых обмоточных проводов для крупных магнитных систем, например термоядерных реакторов, индуктивных накопителей энергии. Цель изобретения - уменьшение затрат на охлаждение и повышение эксплуатационной надежности путем реализации возможности обнаружения локальных тепловых возмущений в проводе. Сверхпроводниковый обмоточный провод с циркуляционным охлаждением для импульсных сверхпроводящих магнитных систем содержит скрученные сверхпроводниковые многоволоконные проволоки 1, размещенные в герметичном корпусе 2. В продольной оси провода выполнен сквозной канал 3, а внутри канала размещены по крайней мере два световода 4. Стенки канала преимущественно выполняют перфорированными или в виде жесткой спирали. 1 з. п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к изготовлению технических сверхпроводниковых обмоточных проводов для крупных магнитных систем, например термоядерных реакторов, индуктивных накопителей энергии. Цель изобретения - уменьшение затрат на охлаждение и повышение эксплуатационной надежности путем реализации возможности обнаружения локальных тепловых возмущений в проводе. На чертеже приведена схема предложенного провода. Сверхпроводниковый обмоточный провод с циркуляционным охлаждением для импульсных сверхпроводящих магнитных систем содержит скрученные сверхпроводниковые многоволоконные проволоки 1, размещенные в герметичном корпусе 2 из нержавеющей стали или алюминиевого сплава. По продольной оси провода выполнен сквозной канал 3, а внутри канала размещены по крайней мере два световода 4. Стенки канала 3 преимущественно выполняют перфорированными или в виде жесткой спирали. В случае тепловых возмущений, переводящих сверхпроводник в нормальное состояние, ввиду сильно развитой поверхности охлаждения сверхпроводника обеспечивается высокая интенсивность отвода тепла от сверхпроводника и, следовательно, высокий уровень криостатической стабилизации. При нагревании многоволоконных композитных проволок 1 происходит повышение температуры световодов 4 (оптических волокон), расположенных в канале 3 охлаждения. Увеличение температуры оптических волокон зависит от степени теплового возмущения проводников, перешедших из сверхпроводящего в нормальное состояние. Время нагревания волокон неодинаково, вследствие чего становятся неодинаковыми как коэффициенты преломления волокон, так и изменения их длин. Это приводит к неодинаковости оптической длины пути когерентного линейно поляризованного света, распространяющегося по волокнам. При этом возникает оптическая разность хода по волокнам, приводящая к изменению интерференционной картины, фиксируемой специальным детектором. В результате можно зафиксировать любые тепловые возмущения, возникающие в проводнике и в канале охлаждения. При этом обеспечиваются следующие технико-экономические преимущества: увеличивается надежность и уменьшается вероятность возникновения аварийных режимов; уменьшаются затраты на охлаждение.

Формула изобретения

1. СВЕРХПРОВОДНИКОВЫЙ ОБМОТОЧНЫЙ ПРОВОД С ЦИРКУЛЯЦИОННЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ ДЛЯ ИМПУЛЬСНЫХ СВЕРХПРОВОДЯЩИХ МАГНИТНЫХ СИСТЕМ, содержащий скрученные сверхпроводниковые многоволоконные проволоки, размещенные в герметичном корпусе из нержавеющей стали или алюминиевого сплава, отличающийся тем, что, с целью уменьшения затрат на охлаждение и повышения эксплуатационной надежности путем реализации возможности обнаружения локальных тепловых возмущений в проводе, по продольной оси провода выполнен сквозной канал, сверхпроводниковые многоволоконные проволоки размещены в пространстве между стенками канала и герметичным корпусом, а внутри канала размещены по крайней мере два световода. 2. Провод по п.1, отличающийся тем, что стенки канала выполнены перфорированными или в виде жесткой спирали.

РИСУНКИ

Рисунок 1