一种大型超导磁体的铌三锡管内电缆导体的制作方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102568705A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102568705A(43)申请公布日2012.07.11(21)申请号201210001384.X(22)申请日2012.01.05(71)申请人中国科学院合肥物质科学研究院地址230031安徽省合肥市蜀山湖路350号(72)发明人谭运飞匡光力陈文革王福堂陈灼民潘引年陈治友(74)专利代理机构安徽合肥华信知识产权代理有限公司34112代理人余成俊(51)Int.Cl.H01B13/004(2006.01)权利要求书权利要求书1页1页说明书说明书44页页附图附图11页(54)发明名称一种大型超导磁体的铌三锡管内电缆导体的制作方法(57)摘要本发明公开了一种大型超导磁体的铌三锡管内电缆导体的制作方法，包括以下步骤：对用作导体铠甲的不锈钢管进行清洗、打压检漏和探伤；将不锈钢管焊接成一根整管，并对焊缝的可能缺陷进行检测；将多级绞缆的超导电缆穿入不锈钢铠甲中；利用多级滚轮对导体进行缩径并成型，将导体内的空隙率控制在30%左右，并将导体制作成长方形导体；将成型后的长方形导体进行预弯，并进行整体打压检漏，制作成铌三锡管内电缆导体。由该方法制作的铌三锡管内电缆导体，可降低甚至消除由于电磁循环导致的导体超导性能退化。CN1025687ACN102568705A权利要求书1/1页1.一种大型超导磁体的铌三锡管内电缆导体的制作方法，其特征在于包括以下步骤：（1）对导体铠甲的不锈钢管进行打压、检漏和探伤；（2）将不锈钢管焊接成一根整管，并对焊缝的可能缺陷进行检测；（3）将多级绞缆的超导电缆穿入不锈钢铠甲中；（4）利用多级滚轮对导体进行缩径并成型，将导体内的空隙率控制在29-30%，并将导体制作成长方形导体；（5）将成型后的长方形导体进行预弯，并进行整体打压检漏，制作成铌三锡管内电缆导体。2CN102568705A说明书1/4页一种大型超导磁体的铌三锡管内电缆导体的制作方法技术领域[0001]本发明主要涉及超导磁体技术领域，具体涉及一种大型超导磁体的铌三锡管内电缆导体的制作方法。背景技术[0002]管内电缆导体是将铌钛或铌三锡超导线通过多级扭绞成为超导电缆，再将超导电缆穿入不锈钢钢管中，通过缩径、成型，制作成管内电缆导体，采用超临界氦或超流氦进行迫流冷却。该方法提高了超导线和氦的接触面积，改善了传热条件，而且使得管内电缆导体具有良好的自支撑、较低的交流损耗、所需冷却介质少、运行安全可靠、性能高等特点，已成为大型超导磁体的首选导体，成功的应用在托卡马克装置、仿星器装置以及大型高场超导磁体当中。然而，近年来在国际热核聚变装置ITER的铌三锡管内电缆导体研发的过程中发现，在多次电磁循环之后，铌三锡超导导体的超导性能出现不可逆的性能退化，这将直接影响到大型超导磁体的长期稳定运行。[0003]通过大量的实验发现，由于热处理后的铌三锡材料具有很强的脆性，电磁循环中的洛伦兹力使得超导导体产生了很大的横向磁压，导致铌三锡材料的内部结构发生了变化，在局部产生了细微的裂纹，从而导致了超导导体性能的退化。因此不能直接采用原有铌钛管内电缆导体的设计理念，需要重新改进采用铌三锡超导材料的管内电缆导体以及超导电缆的设计，使之具有良好的自支撑，减少甚至消除由于电磁循环导致的性能退化。发明内容[0004]为解决现有技术中铌三锡管内电缆导体在多次电磁循环后出现的不可逆性能退化问题，制造出能够长期稳定运行的大型超导磁体。[0005]本发明提供一种大型超导磁体的铌三锡管内电缆导体的制作方法，采用优化的多级绞缆铌三锡超导电缆、穿管、缩径、成型成长方形导体，并减小导体的空隙率，使得管内电缆导体内部的股线之间能够有更好的自支撑，减小由于横向磁压引起的位移和变形。[0006]本发明提供的大型超导磁体的铌三锡管内电缆导体，还将采用改进的316LN不锈钢管作为导体的铠甲，改进后的材料在低温下具有更接近于铌三锡超导线的热收缩系数，减小由于铠甲和超导电缆热收缩系数不同而产生的超导电缆的应变，提高超导磁体的性能。[0007]本发明采用如下技术方案：大型超导磁体的铌三锡管内电缆导体的制作方法，其特征在于包括以下步骤：（1）采用改进的316LN不锈钢管，对钢管进行清洗，确保钢管内无油脂、灰尘或其他微小颗粒物；并对每根钢管进行涡流探伤、超声探伤、打压和真空抽漏，要求漏率≤10-10Pam3/s。[0008]（2）将不锈钢管对接焊，焊接成一根整管，焊后检查焊缝内外表面，不允许有凹陷、毛刺、焊瘤，焊缝内外凸台≤0.1mm；对每道焊缝进行表面着色检查、内窥镜检视、X光和超3CN102568705A说明书2/4页声波探伤、打耐压以及真空检漏，并对每道焊缝用通规进行试通。[0009]（3）制作可靠的穿缆接头，将多级绞