一种用于间接冷却超导磁体的装置系统及间接冷却超导磁体的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113053614A(43)申请公布日2021.06.29(21)申请号202110289995.8(22)申请日2021.03.18(71)申请人中国科学院近代物理研究所地址730000甘肃省兰州市城关区南昌路509号(72)发明人王旭东倪东升王力实乔威宇秦祥琦程月朱丽(74)专利代理机构北京纪凯知识产权代理有限公司11245代理人关畅(51)Int.Cl.H01F6/02(2006.01)H01F6/04(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称一种用于间接冷却超导磁体的装置系统及间接冷却超导磁体的方法(57)摘要本发明公开了一种用于间接冷却超导磁体的装置系统及间接冷却超导磁体的方法。该装置系统包括用于间接冷却超导磁体的筒体和杜瓦；上述的筒体包括筒体本体，筒体本体表面布置液氮盘管；液氮盘管一端设置液氮入口，另一端设置液氮出口；上述的筒体设置于杜瓦的内部空间，且液氮入口和液氮出口均通过设置于杜瓦的顶法兰的转接口与外部液氮管路相连接；杜瓦的内部空间分别通过管道连接真空泵和回收气囊，且与真空泵连接的管道上设置真空角阀，与回收气囊连接的管道上设置氦气阀门。本发明方法将超导磁体置于筒体中，将其置于杜瓦的内部空间，液氮通入液氮盘管进行超导磁体间接冷却。本发明避免了超导磁体产生大的温差对固化材料产生不可逆损伤风险。CN113053614ACN113053614A权利要求书1/1页1.一种用于间接冷却超导磁体的筒体，它包括筒体本体，其特征在于：所述筒体本体表面布置液氮盘管；所述液氮盘管一端设置液氮入口，另一端设置液氮出口。2.根据权利要求1所述的用于间接冷却超导磁体的筒体，其特征在于：所述筒体的材料为铜和/或铝。3.一种用于间接冷却超导磁体的装置系统，其特征在于：该装置系统包括权利要求1或2所述的用于间接冷却超导磁体的筒体和杜瓦；所述的用于间接冷却超导磁体的筒体设置于所述杜瓦的内部空间，且所述液氮入口和所述液氮出口均通过设置于所述杜瓦的顶法兰的转接口与外部液氮管路相连接；所述杜瓦的内部空间分别通过管道连接真空泵和回收气囊，且与所述真空泵连接的管道上设置真空角阀，与所述回收气囊连接的管道上设置氦气阀门。4.根据权利要求3所述的用于间接冷却超导磁体的装置系统，其特征在于：通过在所述的用于间接冷却超导磁体的筒体的四周设置折边或吊耳将其悬挂至所述杜瓦的顶法兰上。5.一种采用权利要求3或4所述的用于间接冷却超导磁体的装置系统进行间接冷却超导磁体的方法，包括如下步骤：1)将权利要求3或4中所述的用于间接冷却超导磁体的筒体中，然后将所述超导磁体和所述的用于间接冷却超导磁体的筒体置于权利要求3或4中所述杜瓦的内部空间中；2)将步骤1)中所述杜瓦的内部空间通过所述真空泵抽真空，关闭所述真空角阀；3)将液氮通过所述液氮入口通入所述液氮盘管中，观察所述杜瓦的内部空间中压力上升状况，确保整体密封性；4)打开连接所述回收气囊的所述氦气阀门，使所述杜瓦内部空间为微正压，对所述的用于间接冷却超导磁体进行液氮间接冷却，冷量通过辐射传热以及所述杜瓦的内部空间中的氦气对流传热将所述超导磁体冷却。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：步骤2)中，所述真空泵抽真空至绝对压力为500～1000Pa。7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于：步骤4)中，所述冷却至温度均为80K。8.根据权利要求5‑7中任一项所述的方法，其特征在于：所述杜瓦内压力上升状况为压力上升值小于200Pa/10min。9.根据权利要求5‑8中任一项所述的方法，其特征在于：所述微正压为表压0～1000Pa，且不包括0。2CN113053614A说明书1/3页一种用于间接冷却超导磁体的装置系统及间接冷却超导磁体的方法技术领域[0001]本发明涉及一种用于间接冷却超导磁体的装置系统及间接冷却超导磁体的方法，属于超导磁体冷却技术领域。背景技术[0002]目前，对于超导磁体冷却技术，一般是使用直接冷却技术对磁体进行冷却。例如使用液氮将磁体预冷至80K，然后排出液氮，用液氦对其进行冷却；又或是使用常温氦气与液氮进行换热，用冷氦气冷却超导磁体。由于超导磁体一般使用环氧或石蜡进行固化，若使用前一种方法可能会使磁体产生较大的温度梯度，致使其产生不可逆的损伤。除此之外，若杜瓦内部液氮未排干净，液氦降温时会降低回收氦气的纯度，增大纯化器的负担，更甚者可能会堵塞液氦输液管；后者虽能保证磁体有较小的温度梯度，但需另外购置低温换热器以及相应控制设备，成本较高。发明内容[0003]本发明的目的是提供一种用于间接冷却超导磁体的装置系统及间接冷却超导磁体的方法。[0004]本发明提出了一种在超导磁体外侧设置带有液氮盘管的筒体来冷却超