大載流超導復合導體已經(jīng)廣泛用于能源、電力、交通、醫(yī)療等多個領域。對于工程應用中的大載流超導電纜來說,穩(wěn)定性裕度直接關系著設備運行的可靠性和安全性,對于大載流超導復合導體的穩(wěn)定性定性分析和定量計算具有重要的實際意義。論文聚焦適用于大載流應用條件的超導復合導體的穩(wěn)定性分析方法研究及其應用。首先,從國際上現(xiàn)行成熟的大載流低溫超導復合導體穩(wěn)定性分析方法入手,針對中國聚變工程實驗堆（CFETR）縱場磁體高場區(qū)繞組建立了一維有限元模型,分析高性能Nb3SnCICC導體運行工況特性,得到典型電磁和機械擾動下導體的穩(wěn)定性裕度與參數(shù)變化情況,預計運行工況內(nèi)溫度裕度高于2.0K,最不利工況下能量裕度最低11.41mJ/cc。同時,針對電磁擾動和機械擾動兩種典型的熱擾動工況條件,計算了高性能Nb3Sn CICC導體在擾動后恢復以及失超兩種情況下的參數(shù),為其在聚變堆超導磁體領域的工程化應用提供參考。基于二代高溫超導涂層導體,結(jié)合近年來國內(nèi)外高溫超導復合導體設計經(jīng)驗,提出了一種新型高穩(wěn)定性ReBCO高溫超導復合化導體,重點介紹了子纜拓撲結(jié)構(gòu)及其創(chuàng)新性設計。針對改進后的導體結(jié)構(gòu),結(jié)合前述穩(wěn)定性分析方法,討論了與高... 

【文章來源】：中國科學技術大學安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題的背景及意義
    1.2 超導材料穩(wěn)定性理論
        1.2.1 穩(wěn)定性的概念
        1.2.2 穩(wěn)定性的影響
    1.3 大載流復合化超導導體穩(wěn)定性研究現(xiàn)狀
        1.3.1 低溫超導CICC導體穩(wěn)定性分析方法發(fā)展
        1.3.2 大載流高溫超導復合導體穩(wěn)定性分析的問題與挑戰(zhàn)
    1.4 本課題主要研究內(nèi)容
第2章 大載流低溫超導CICC導體穩(wěn)定性分析
    2.1 前言
3Sn CICC導體運行工況">    2.2 CFETR高性能Nb₃Sn CICC導體運行工況
        2.2.1 CFETR縱場磁體
3Sn CICC導體">        2.2.2 高性能Nb₃Sn CICC導體
3Sn CICC導體穩(wěn)定性分析邊界條件">    2.3 高性能Nb₃Sn CICC導體穩(wěn)定性分析邊界條件
        2.3.1 臨界參數(shù)模型
        2.3.2 低溫系統(tǒng)水力特性分析
        2.3.3 超導線圈等效電路簡化
        2.3.4 超導線圈穩(wěn)定性裕度
    2.4 穩(wěn)定性計算結(jié)果與分析
        2.4.1 超導磁體工況對穩(wěn)定性裕度影響
3Sn CICC導體穩(wěn)定性和失超分析">    2.5 典型擾動下高性能Nb₃Sn CICC導體穩(wěn)定性和失超分析
        2.5.1 磁約束聚變堆超導磁體熱負荷
        2.5.2 典型電磁擾動
        2.5.3 典型機械擾動
    2.6 本章小結(jié)
第3章 高穩(wěn)定性ReBCO高溫超導復合導體設計與建模
    3.1 前言
    3.2 二代高溫超導ReBCO復合導體設計
        3.2.1 ReBCO復合導體常見拓撲結(jié)構(gòu)
        3.2.2 高穩(wěn)定性ReBCO復合導體設計要求
        3.2.3 高穩(wěn)定性ReBCO高溫超導復合導體及其子纜結(jié)構(gòu)
    3.3 ReBCO復合導體穩(wěn)定性模型
        3.3.1 ReBCO帶材歸一化臨界電流密度定標率關系
        3.3.2 復合導體等效電路模型
        3.3.3 復合導體傳熱學模型
    3.4 本章小結(jié)
第4章 ReBCO復合導體穩(wěn)定性與典型擾動失超特性分析
    4.1 前言
    4.2 ReBCO復合導體交流損耗分析
        4.2.1 交流損耗的產(chǎn)生與影響
        4.2.2 均一化模型
        4.2.3 復合導體二維平面模型建模
        4.2.4 復合導體電磁分析及交流損耗
    4.3 ReBCO復合導體穩(wěn)定性裕度及影響因素分析
        4.3.1 擾動工況
        4.3.2 復合導體接觸熱阻
        4.3.3 工作電流與背景磁場
    4.4 ReBCO復合導體典型擾動失超特性分析
        4.4.1 溫度分布與熱點溫度
        4.4.2 失超傳播中的氦冷卻劑參數(shù)
        4.4.3 失超檢測與失超保護
    4.5 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 總結(jié)
    5.2 展望
參考文獻
致謝
在讀期間發(fā)表的學術論文與取得的其他研究成果


【參考文獻】：
期刊論文
[1]ITER裝置超導磁體線圈導體用超導電纜的絞制[J]. 滕玉平,戴少濤,魏周榮,張應俊,薛天軍,李英姿.  電工技術學報. 2013(04)

博士論文
[1]ITER縱向場超導磁體系統(tǒng)降溫過程熱力學分析[D]. 彭楠.中國科學院研究生院（理化技術研究所） 2009



本文編號：3151450