一種復(fù)合型超導(dǎo)螺線管磁體線圈氦槽的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及粒子加速器超導(dǎo)螺線管磁體技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種復(fù)合型超導(dǎo)螺線管磁體線圈氦槽。
【背景技術(shù)】
[0002]加速器驅(qū)動(dòng)次臨界系統(tǒng)(ADS)，以加速器產(chǎn)生的高能強(qiáng)流質(zhì)子束轟擊靶核(如鉛等)產(chǎn)生散裂中子作為外源中子驅(qū)動(dòng)和維持次臨界堆運(yùn)行，具有固有安全性。中科院于2011年啟動(dòng)了“未來(lái)先進(jìn)核裂變能”戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)，其中ADS嬗變系統(tǒng)作為其兩大部署內(nèi)容之一。
[0003]ADS注入器II復(fù)合型超導(dǎo)螺線管是嬗變系統(tǒng)最重要的部件之一，采用復(fù)合型超導(dǎo)螺線管產(chǎn)生強(qiáng)磁場(chǎng)，反抵線圈用于降低漏磁，集成雙向二極校正線圈產(chǎn)生水平和垂直兩個(gè)方向的校正磁場(chǎng)。在狹小空間中需要實(shí)現(xiàn)對(duì)粒子束流的聚焦，彎轉(zhuǎn)，和閉軌校正等功能。相比四級(jí)磁體而言，超導(dǎo)螺線管結(jié)構(gòu)可以提供較高的聚焦梯度并占用較小的空間。對(duì)于強(qiáng)流加速器而言，螺線管結(jié)構(gòu)最顯著的優(yōu)點(diǎn)是對(duì)束流軌道不匹配度的容忍度較高。超導(dǎo)磁體運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性對(duì)嬗變系統(tǒng)至關(guān)重要。
[0004]復(fù)合型超導(dǎo)螺線管線圈由主線圈、屏蔽線圈、校正線圈組成。經(jīng)過(guò)反復(fù)計(jì)算和比較選擇合適的線軌，確定線圈之間的相對(duì)位置，由于受到實(shí)際工作空間的限制，空間位置越精確越不容易引起不必要的失超，而且超導(dǎo)磁體的均勻性越好。由于超導(dǎo)磁體具有高均勻度的磁場(chǎng)，所以主線圈與屏蔽線圈的空間相對(duì)位置必須非常精準(zhǔn)。
[0005]現(xiàn)有超導(dǎo)磁體線圈由主磁場(chǎng)線圈、屏蔽磁場(chǎng)線圈和校正線圈組成，校正線圈位于主磁場(chǎng)線圈之外，若要達(dá)到相同的磁場(chǎng)要求，需要較大的軸向空間。同時(shí)，主磁場(chǎng)線圈骨架和屏蔽磁場(chǎng)線圈骨架采用焊接方式連接固定。結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造困難，精度很難保證。裝配精度無(wú)法滿足要求，導(dǎo)致超導(dǎo)磁體磁場(chǎng)均勻性較差，且內(nèi)部結(jié)構(gòu)應(yīng)力大，所需的安裝空間大，低溫下變形造成準(zhǔn)直難度大，造成線圈的移動(dòng)或者低溫環(huán)氧破裂，同時(shí)容易引起“失超”現(xiàn)象發(fā)生。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足提供一種復(fù)合型超導(dǎo)螺線管磁體線圈氦槽。從而有效解決現(xiàn)有技術(shù)中的問(wèn)題。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為:所述的一種復(fù)合型超導(dǎo)螺線管磁體線圈氦槽，其特點(diǎn)是包括封裝在所述的氦槽內(nèi)的超導(dǎo)螺線管磁體線圈骨架，所述的超導(dǎo)螺線管磁體線圈骨架包括一個(gè)兼作水平和豎直兩對(duì)跑道型線圈骨架的束流通道管，所述的束流通道管上套設(shè)有主磁場(chǎng)線圈骨架，主磁場(chǎng)線圈骨架的兩端設(shè)置有兩個(gè)屏蔽磁場(chǎng)線圈骨架，主磁場(chǎng)線圈骨架和屏蔽磁場(chǎng)線圈骨架之間對(duì)應(yīng)設(shè)置有定距管，屏蔽磁場(chǎng)線圈骨架外側(cè)設(shè)置有氦槽端板，所述的氦槽上還設(shè)置有液氦出口、液氦進(jìn)口和電流引線接口。
[0008]所述的氦槽用來(lái)將復(fù)合型超導(dǎo)磁體骨架繞線完成待整體固化后封裝，氦槽下部設(shè)置有底座。
[0009]所述的氦槽和超導(dǎo)螺線管磁體線圈骨架采用無(wú)磁不銹鋼，氦槽端板上焊接設(shè)置有吊裝支架。用來(lái)將氦槽固定在工作空間位置上，避免在加工、運(yùn)輸、裝配、吊裝等過(guò)程中引起不必要的形變。
[0010]所述的束流通道管外表面上設(shè)置有繞制完成后固化的跑道型線圈，所述的屏蔽磁場(chǎng)線圈骨架通過(guò)束流通道管上的肩定位并通過(guò)點(diǎn)焊固定在束流通道管的兩端，所述的主磁場(chǎng)線圈骨架通過(guò)螺栓固定在兩端的屏蔽磁場(chǎng)線圈骨架上，屏蔽磁場(chǎng)線圈骨架端部設(shè)置有用于使校正線圈冷卻均勻的液氦通道。
[0011]所述的定距管設(shè)置在主磁場(chǎng)線圈骨架和屏蔽磁場(chǎng)線圈骨架之間的屏蔽線圈中，并通過(guò)螺栓將屏蔽磁場(chǎng)線圈骨架固定，用于保證主磁場(chǎng)線圈骨架和屏蔽磁場(chǎng)線圈骨架之間的相對(duì)位置。
[0012]本發(fā)明的有益效果是:所述的一種復(fù)合型超導(dǎo)螺線管磁體線圈氦槽，其具有結(jié)構(gòu)緊湊，避免有限空間無(wú)法正常施焊，同時(shí)可防止焊接產(chǎn)生較大的變形，制造方便，加工精度易保證，裝配更方便且裝配精度容易，低溫下變形小準(zhǔn)直容易到達(dá)技術(shù)要求。其結(jié)構(gòu)緊湊，強(qiáng)磁場(chǎng)和低雜散場(chǎng)的特點(diǎn)，定位簡(jiǎn)單，制造容易，焊接工作量小，焊接變形小，加工精度易保證，裝配方便，能夠有效的保證裝配精度達(dá)到要求。
【附圖說(shuō)明】
:
[0013]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理示意圖；
[0014]圖2為本發(fā)明的剖視結(jié)構(gòu)原理示意圖；
[0015]圖3為本發(fā)明圖2中的束流通道管結(jié)構(gòu)原理示意圖；
[0016]圖4為本發(fā)明的超導(dǎo)螺線管磁體線圈骨架的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖中所示:1.束流通道管；2.電流引線接口 ；3.主磁場(chǎng)線圈骨架；4.屏蔽磁場(chǎng)線圈骨架；5.定距管；6.液氦出口 ；7.吊裝支架；8.液氦進(jìn)口 ；9.氦槽端板；10.底座。
【具體實(shí)施方式】
[0018]以下結(jié)合附圖所示之最佳實(shí)例作進(jìn)一步詳述:
[0019]如圖1至4所示，所述的一種復(fù)合型超導(dǎo)螺線管磁體線圈氦槽，其特點(diǎn)是包括封裝在所述的氦槽內(nèi)的超導(dǎo)螺線管磁體線圈骨架，所述的超導(dǎo)螺線管磁體線圈骨架包括一個(gè)兼作水平和豎直兩對(duì)跑道型線圈骨架的束流通道管1，所述的束流通道管1上套設(shè)有主磁場(chǎng)線圈骨架3，主磁場(chǎng)線圈骨架3的兩端設(shè)置有兩個(gè)屏蔽磁場(chǎng)線圈骨架4，主磁場(chǎng)線圈骨架3和屏蔽磁場(chǎng)線圈骨架4之間對(duì)應(yīng)設(shè)置有定距管5，屏蔽磁場(chǎng)線圈骨架4外側(cè)設(shè)置有氦槽端板9，所述的氦槽上還設(shè)置有液氦出口 6、液氦進(jìn)口 8和電流引線接口 2。
[0020]進(jìn)一步，所述的氦槽用來(lái)將復(fù)合型超導(dǎo)磁體骨架繞線完成待整體固化后封裝，氦槽下部設(shè)置有底座10。
[0021]進(jìn)一步，所述的氦槽和超導(dǎo)螺線管磁體線圈骨架采用無(wú)磁不銹鋼，氦槽端板9上焊接設(shè)置有吊裝支架7。用來(lái)將氦槽固定在工作空間位置上，避免在加工、運(yùn)輸、裝配、吊裝等過(guò)程中引起不必要的形變。
[0022]進(jìn)一步，所述的束流通道管1外表面上設(shè)置有繞制完成后固化的跑道型線圈，所述的屏蔽磁場(chǎng)線圈骨架4通過(guò)束流通道管1上的肩定位并通過(guò)點(diǎn)焊固定在束流通道管1的兩端，所述的主磁場(chǎng)線圈骨架3通過(guò)螺栓固定在兩端的屏蔽磁場(chǎng)線圈骨架4上，屏蔽磁場(chǎng)線圈骨架4端部設(shè)置有用于使校正線圈冷卻均勻的液氦通道。
[0023]進(jìn)一步，所述的定距管5設(shè)置在主磁場(chǎng)線圈骨架3和屏蔽磁場(chǎng)線圈骨架4之間的屏蔽線圈中，并通過(guò)螺栓將屏蔽磁場(chǎng)線圈骨架4固定，用于保證主磁場(chǎng)線圈骨架3和屏蔽磁場(chǎng)線圈骨架4之間的相對(duì)位置。
[0024]所述的一種復(fù)合型超導(dǎo)螺線管磁體線圈氦槽，繞制各線圈并完成固化后，進(jìn)行氦槽的焊接，焊接時(shí)合理安排焊接順序和采用專門的工裝來(lái)控制形變。
[0025]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種復(fù)合型超導(dǎo)螺線管磁體線圈氦槽，其特征是包括封裝在所述的氦槽內(nèi)的超導(dǎo)螺線管磁體線圈骨架，所述的超導(dǎo)螺線管磁體線圈骨架包括一個(gè)兼作水平和豎直兩對(duì)跑道型線圈骨架的束流通道管，所述的束流通道管上套設(shè)有主磁場(chǎng)線圈骨架，主磁場(chǎng)線圈骨架的兩端設(shè)置有兩個(gè)屏蔽磁場(chǎng)線圈骨架，主磁場(chǎng)線圈骨架和屏蔽磁場(chǎng)線圈骨架之間對(duì)應(yīng)設(shè)置有定距管，屏蔽磁場(chǎng)線圈骨架外側(cè)設(shè)置有氦槽端板，所述的氦槽上還設(shè)置有液氦出口、液氦進(jìn)口和電流引線接口。2.如權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合型超導(dǎo)螺線管磁體線圈氦槽，其特征在于:所述的氦槽用來(lái)將復(fù)合型超導(dǎo)磁體骨架繞線完成待整體固化后封裝，氦槽下部設(shè)置有底座。3.如權(quán)利要求2所述的一種復(fù)合型超導(dǎo)螺線管磁體線圈氦槽，其特征在于:所述的氦槽和超導(dǎo)螺線管磁體線圈骨架采用無(wú)磁不銹鋼，氦槽端板上焊接設(shè)置有吊裝支架。4.如權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合型超導(dǎo)螺線管磁體線圈氦槽，其特征在于:所述的束流通道管外表面上設(shè)置有繞制完成后固化的跑道型線圈，所述的屏蔽磁場(chǎng)線圈骨架通過(guò)束流通道管上的肩定位并通過(guò)點(diǎn)焊固定在束流通道管的兩端，所述的主磁場(chǎng)線圈骨架通過(guò)螺栓固定在兩端的屏蔽磁場(chǎng)線圈骨架上，屏蔽磁場(chǎng)線圈骨架端部設(shè)置有用于使校正線圈冷卻均勻的液氦通道。5.如權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合型超導(dǎo)螺線管磁體線圈氦槽，其特征在于:所述的定距管設(shè)置在主磁場(chǎng)線圈骨架和屏蔽磁場(chǎng)線圈骨架之間的屏蔽線圈中，并通過(guò)螺栓將屏蔽磁場(chǎng)線圈骨架固定，用于保證主磁場(chǎng)線圈骨架和屏蔽磁場(chǎng)線圈骨架之間的相對(duì)位置。
【專利摘要】本發(fā)明涉及粒子加速器超導(dǎo)螺線管磁體技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種復(fù)合型超導(dǎo)螺線管磁體線圈氦槽。其特點(diǎn)是包括封裝在所述的氦槽內(nèi)的超導(dǎo)螺線管磁體線圈骨架，所述的超導(dǎo)螺線管磁體線圈骨架包括一個(gè)兼作水平和豎直兩對(duì)跑道型線圈骨架的束流通道管，所述的束流通道管上套設(shè)有主磁場(chǎng)線圈骨架，主磁場(chǎng)線圈骨架的兩端設(shè)置有兩個(gè)屏蔽磁場(chǎng)線圈骨架，主磁場(chǎng)線圈骨架和屏蔽磁場(chǎng)線圈骨架之間對(duì)應(yīng)設(shè)置有定距管，屏蔽磁場(chǎng)線圈骨架外側(cè)設(shè)置有氦槽端板，所述的氦槽上還設(shè)置有液氦出口、液氦進(jìn)口和電流引線接口。其結(jié)構(gòu)緊湊，強(qiáng)磁場(chǎng)和低雜散場(chǎng)的特點(diǎn)，定位簡(jiǎn)單，制造容易，焊接工作量小，焊接變形小，加工精度易保證，裝配方便，能夠有效的保證裝配精度達(dá)到要求。
【IPC分類】H01F6/06, H01F6/04
【公開(kāi)號(hào)】CN105261438
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510680856
【發(fā)明人】吳北民, 吳巍, 楊通軍, 倪東升, 陳玉泉, 梅恩銘, 馬力禎, 何源
【申請(qǐng)人】中國(guó)科學(xué)院近代物理研究所
【公開(kāi)日】2016年1月20日
【申請(qǐng)日】2015年10月19日