高温超导线圈组件

本发明属于超导电工，具体提供一种高温超导线圈组件。

背景技术：

1、高温超导线圈在使用过程中会经历励磁、退磁等过程，而励磁和退磁会伴随着快速的磁通变化，与快速的磁通变化相对应，构成高温超导线圈的高温超导带材便会产生一定量的交流损耗，即产生一定的发热功率。由于高温超导线圈的超导性能的维持需要有温度条件的限制，因此，如果产生的热量不能够被快速地带走，则极容易导致高温超导线圈失超。其中，高温超导线圈一般均由高温超导带材紧密绕制而成并采用环氧树脂等材料进行固化，故而具有热传导性能普遍较差的特点。尤其对于大尺寸的高温超导线圈，其径向和轴向尺寸均较大，前述的由于产生的热量不能够被快速地带走导致高温超导线圈失超的风险变会明显加大。这样一来，如何对高温超导线圈进行快速有效的冷却具有相当的必要性。

2、热管作为一种高效的导热元件，可用作对高温超导线圈的冷却。如日本国立聚变科学研究所的mito等于2010年提出将脉动热管内置于高温超导线圈以实现对高温超导线圈的冷却的方案(mito t,natsume k,yanagi n,et al.development ofhighly effectivecooling technology for a superconducting magnet using cryogenic ohp[j].ieeetransactions on applied superconductivity,2010,20(3):2023-2026.)，如图1所示，在该文献提到的结构中，高温超导线圈包含线圈外骨架01、线圈内骨架02、同轴套装在线圈内骨架02上的多个饼状结构的线圈03，其中，在线圈03和线圈外骨架01之间设置外侧冷却通道04，在线圈03和线圈内骨架02之间设置有内侧冷却通道05。此外，还在相邻的饼状结构的线圈之间增加有冷却板06，在冷却板的内部嵌入脉动热管07。即：沿高温超导线圈的轴线方向观察，每隔一段距离，在线圈03的内部嵌入一段环状结构的脉动热管07。可以看出，该文献提到的结构较为复杂且其实现方式仍然停留在概念阶段，并未给出能够与超导线圈的具象结构适配的具体实现方式。

3、相应地，本领域需要一种新的技术方案来至少一定程度地解决上述问题和/或解决上述问题中的至少一部分。

技术实现思路

1、本发明主要是提出一种可行的、将热管应用于对高温超导线圈的冷却方案。

2、有鉴于此，本发明提供了一种高温超导线圈组件，该高温超导线圈组件包括：高温超导线圈；以及导热部，其包括：热沉组件，其至少包括冷源热沉；导热部件，其包括热管，所述热管一方面与所述高温超导线圈导热连接，另一方面与所述冷源热沉导热连接，以便：来自外部冷源的冷量能够通过所述冷源热沉和所述热管发放至所述高温超导线圈。

3、通过这样的构成，能够谋求通过采用热管作为导热部件的全部或者部分以对高温超导线圈进行有效的冷却。

4、可以理解的是，本领域技术人员可以根据实际需求确定热管与高温超导线圈之间的导热连接方式以及具体的连接位置。如热管可以通过直接或者间接连接的方式与高温超导线圈导热连接，可以与高温超导线圈的全部或者局部位置连接。

5、对于上述高温超导线圈组件，在一种可能的实施方式中，所述热沉组件包括：线圈热沉，其设置于高温超导线圈；其中，所述热管与所述线圈热沉导热连接。

6、通过这样的构成，能够谋求通过线圈热沉与热管之间的连接将来自外部冷源的冷量发放至高温超导线圈。

7、对于上述高温超导线圈组件，在一种可能的实施方式中，所述热管包括第一部分，所述第一部分容纳于所述线圈热沉的内部。

8、通过这样的构成，给出了热管与线圈热沉之间的可能的连接方式。本领域技术人员可以根据实际需求确定第一部分的结构形式及其容纳于线圈热沉的结构形式及其所采用的具体方式等。如线圈热沉包括彼此扣合的两个板状结构，第一部分可容纳于两个板状结构之间在扣合状态下形成的空间内。

9、对于上述高温超导线圈组件，在一种可能的实施方式中，所述线圈热沉与所述热管通过复合成型的方式彼此连接。

10、通过这样的构成，能够谋求通过复合成型的方式保证二者之间的紧密连接，从而提高导热效率。

11、对于上述高温超导线圈组件，在一种可能的实施方式中，所述热管包括第二部分，相应地，所述冷源热沉上设置有或者形成有能够与所述第二部分适配的对接结构。

12、通过这样的构成，给出了热管与冷源热沉的可能的导热连接方式。如可以是直接基于对接结构与热管的配合实现连接，或者是在此基础上增加额外的连接方式。

13、对于上述高温超导线圈组件，在一种可能的实施方式中，所述热管与所述冷源热沉的连接方式为：在所述第二部分与所述对接结构对接好的情形下，进一步通过焊接的方式实现所述热管与所述冷源热沉的导热连接。

14、通过这样的构成，给出了热管与冷源热沉之间的一种具体的导热连接的方式。

15、对于上述高温超导线圈组件，在一种可能的实施方式中，所述对接结构为热管槽。

16、通过这样的构成，给出了对接结构的一种具体的形式。

17、对于上述高温超导线圈组件，在一种可能的实施方式中，所述冷源热沉上设置有固定结构，所述冷源热沉能够借助于所述固定结构与能够发放冷量的冷源固定连接。

18、通过这样的构成，给出了冷源热沉的可能的结构形式，如固定结构可以为固定孔等。

19、对于上述高温超导线圈组件，在一种可能的实施方式中，所述热管包括过渡部分，所述过渡部分设置于所述第一部分和所述第二部分之间。

20、通过这样的构成，给出了热管的可能的结构形式。

21、对于上述高温超导线圈组件，在一种可能的实施方式中，所述热管为脉动型热管。

22、通过这样的构成，能够谋求热管更适配于对高温超导线圈进行冷却的场景。

技术特征：

1.一种高温超导线圈组件，其特征在于，所述高温超导线圈组件包括：

2.根据权利要求1所述的高温超导线圈组件，其特征在于，所述热沉组件包括：

3.根据权利要求2所述的高温超导线圈组件，其特征在于，所述热管包括第一部分，所述第一部分容纳于所述线圈热沉的内部。

4.根据权利要求2所述的高温超导线圈组件，其特征在于，所述线圈热沉与所述热管通过复合成型的方式彼此连接。

5.根据权利要求3所述的高温超导线圈组件，其特征在于，所述热管包括第二部分，

6.根据权利要求5所述的高温超导线圈组件，其特征在于，所述热管与所述冷源热沉的连接方式为：

7.根据权利要求6所述的高温超导线圈组件，其特征在于，所述对接结构为热管槽。

8.根据权利要求5所述的高温超导线圈组件，其特征在于，所述冷源热沉上设置有固定结构，所述冷源热沉能够借助于所述固定结构与能够发放冷量的冷源固定连接。

9.根据权利要求5所述的高温超导线圈组件，其特征在于，所述热管包括过渡部分，所述过渡部分设置于所述第一部分和所述第二部分之间。

10.根据权利要求1所述的高温超导线圈组件，其特征在于，所述热管为脉动型热管。

技术总结本发明涉及超导电工技术领域，具体提供了一种高温超导线圈组件，该高温超导线圈组件包括：高温超导线圈；以及导热部，其包括：热沉组件，其至少包括冷源热沉；导热部件，其包括热管，所述热管一方面与所述高温超导线圈导热连接，另一方面与所述冷源热沉导热连接，以便：来自外部冷源的冷量能够通过所述冷源热沉和所述热管发放至所述高温超导线圈。通过这样的构成，能够谋求通过采用热管作为导热部件的全部或者部分以对高温超导线圈进行有效的冷却。如导热部件可以仅包括热管也可以是热管与其他导热部件如传统的铜端子导热的组合等。技术研发人员：马韬,戴少涛,胡磊,王邦柱,杨俊峰受保护的技术使用者：北京交通大学技术研发日：技术公布日：2024/7/29