【摘要】：與傳統(tǒng)的高頻交流感應加熱技術(shù)相比,高溫超導直流感應加熱技術(shù)能夠大幅度提升低電阻率、非鐵磁性金屬材料的透熱處理加工效率。在高溫超導感應加熱系統(tǒng)中,超導磁體的熱穩(wěn)定性是保證系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的關(guān)鍵。本文對傳導冷卻YBCO高溫超導磁體進行通流實驗,通過布置在磁體不同位置的多個溫度傳感器來監(jiān)測各部分的溫度情況,以溫度能否在安全范圍內(nèi)趨于平穩(wěn)作為判定條件研究超導磁體的熱穩(wěn)定性。同時,本文還研究了磁體載流的幅值與上升速率對磁體溫升的影響。結(jié)果表明,高溫超導磁體在傳導冷卻條件下,其長期安全穩(wěn)定運行電流值的安全裕度因子選擇通常比浸泡冷卻式磁體略低,對于運行的實驗磁體,安全裕度因子可取為0.65;傳導冷卻磁體遠端導熱性能差,可通過增加導冷點以及改善傳熱的方式來彌補冷卻不均的缺陷;在磁體能夠穩(wěn)定運行的一定范圍內(nèi),電流不同的上升速率對最終溫升無明顯影響。本文的研究成果將為今后大型傳導冷卻超導磁體的熱穩(wěn)定性分析與安全運行提供有價值的參考。
[Abstract]:Compared with traditional high frequency AC induction heating technology, high temperature superconducting DC induction heating technology can greatly improve the processing efficiency of permeable heat treatment of low resistivity and non ferromagnetic metal materials. In high temperature superconducting induction heating system, the thermal stability of superconducting magnets is the key to ensure the safe and stable operation of the system. In this paper, the conduction cooling YBCO HTS magnets are carried out flow experiments, and the temperature of each part is monitored by a number of temperature sensors arranged in different positions of the magnets. The thermal stability of superconducting magnets is studied by determining whether the temperature tends to be stable in a safe range. At the same time, the effects of the amplitude and rising rate of the current on the temperature rise of the magnets are also studied. The results show that the safety margin factor of the long term safe and stable operation current value of HTS magnets is usually lower than that of immersion cooled magnets under the condition of conduction cooling, and the safety margin factor may be 0.65 for the operating experimental magnets. The conduction cooling magnet has poor thermal conductivity at the far end, which can compensate for the uneven cooling by increasing the conduction cold point and improving the heat transfer. In a certain range where the magnets can run stably, the rising rate of current has no obvious effect on the final temperature rise. The results of this paper will provide a valuable reference for the thermal stability analysis and safe operation of large conducting cooled superconducting magnets in the future.
【作者單位】： 中國科學院電工研究所;中國科學院大學;中國科學院應用超導重點實驗室;
【基金】：國家自然科學基金(51477168)資助項目
【分類號】：TM26

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本文編號：2347131