一种复合型超导螺线管磁体线圈氦槽的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及粒子加速器超导螺线管磁体技术领域，尤其是涉及一种复合型超导螺线管磁体线圈氦槽。
【背景技术】
[0002]加速器驱动次临界系统(ADS)，以加速器产生的高能强流质子束轰击靶核(如铅等)产生散裂中子作为外源中子驱动和维持次临界堆运行，具有固有安全性。中科院于2011年启动了“未来先进核裂变能”战略性先导科技专项，其中ADS嬗变系统作为其两大部署内容之一。
[0003]ADS注入器II复合型超导螺线管是嬗变系统最重要的部件之一，采用复合型超导螺线管产生强磁场，反抵线圈用于降低漏磁，集成双向二极校正线圈产生水平和垂直两个方向的校正磁场。在狭小空间中需要实现对粒子束流的聚焦，弯转，和闭轨校正等功能。相比四级磁体而言，超导螺线管结构可以提供较高的聚焦梯度并占用较小的空间。对于强流加速器而言，螺线管结构最显著的优点是对束流轨道不匹配度的容忍度较高。超导磁体运行的稳定性和安全性对嬗变系统至关重要。
[0004]复合型超导螺线管线圈由主线圈、屏蔽线圈、校正线圈组成。经过反复计算和比较选择合适的线轨，确定线圈之间的相对位置，由于受到实际工作空间的限制，空间位置越精确越不容易引起不必要的失超，而且超导磁体的均匀性越好。由于超导磁体具有高均匀度的磁场，所以主线圈与屏蔽线圈的空间相对位置必须非常精准。
[0005]现有超导磁体线圈由主磁场线圈、屏蔽磁场线圈和校正线圈组成，校正线圈位于主磁场线圈之外，若要达到相同的磁场要求，需要较大的轴向空间。同时，主磁场线圈骨架和屏蔽磁场线圈骨架采用焊接方式连接固定。结构复杂，制造困难，精度很难保证。装配精度无法满足要求，导致超导磁体磁场均匀性较差，且内部结构应力大，所需的安装空间大，低温下变形造成准直难度大，造成线圈的移动或者低温环氧破裂，同时容易引起“失超”现象发生。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于针对现有技术的不足提供一种复合型超导螺线管磁体线圈氦槽。从而有效解决现有技术中的问题。
[0007]为实现上述目的，本发明采取的技术方案为:所述的一种复合型超导螺线管磁体线圈氦槽，其特点是包括封装在所述的氦槽内的超导螺线管磁体线圈骨架，所述的超导螺线管磁体线圈骨架包括一个兼作水平和竖直两对跑道型线圈骨架的束流通道管，所述的束流通道管上套设有主磁场线圈骨架，主磁场线圈骨架的两端设置有两个屏蔽磁场线圈骨架，主磁场线圈骨架和屏蔽磁场线圈骨架之间对应设置有定距管，屏蔽磁场线圈骨架外侧设置有氦槽端板，所述的氦槽上还设置有液氦出口、液氦进口和电流引线接口。
[0008]所述的氦槽用来将复合型超导磁体骨架绕线完成待整体固化后封装，氦槽下部设置有底座。
[0009]所述的氦槽和超导螺线管磁体线圈骨架采用无磁不锈钢，氦槽端板上焊接设置有吊装支架。用来将氦槽固定在工作空间位置上，避免在加工、运输、装配、吊装等过程中引起不必要的形变。
[0010]所述的束流通道管外表面上设置有绕制完成后固化的跑道型线圈，所述的屏蔽磁场线圈骨架通过束流通道管上的肩定位并通过点焊固定在束流通道管的两端，所述的主磁场线圈骨架通过螺栓固定在两端的屏蔽磁场线圈骨架上，屏蔽磁场线圈骨架端部设置有用于使校正线圈冷却均匀的液氦通道。
[0011]所述的定距管设置在主磁场线圈骨架和屏蔽磁场线圈骨架之间的屏蔽线圈中，并通过螺栓将屏蔽磁场线圈骨架固定，用于保证主磁场线圈骨架和屏蔽磁场线圈骨架之间的相对位置。
[0012]本发明的有益效果是:所述的一种复合型超导螺线管磁体线圈氦槽，其具有结构紧凑，避免有限空间无法正常施焊，同时可防止焊接产生较大的变形，制造方便，加工精度易保证，装配更方便且装配精度容易，低温下变形小准直容易到达技术要求。其结构紧凑，强磁场和低杂散场的特点，定位简单，制造容易，焊接工作量小，焊接变形小，加工精度易保证，装配方便，能够有效的保证装配精度达到要求。
【附图说明】
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[0013]图1为本发明的结构原理示意图；
[0014]图2为本发明的剖视结构原理示意图；
[0015]图3为本发明图2中的束流通道管结构原理示意图；
[0016]图4为本发明的超导螺线管磁体线圈骨架的剖视结构示意图。
[0017]图中所示:1.束流通道管；2.电流引线接口 ；3.主磁场线圈骨架；4.屏蔽磁场线圈骨架；5.定距管；6.液氦出口 ；7.吊装支架；8.液氦进口 ；9.氦槽端板；10.底座。
【具体实施方式】
[0018]以下结合附图所示之最佳实例作进一步详述:
[0019]如图1至4所示，所述的一种复合型超导螺线管磁体线圈氦槽，其特点是包括封装在所述的氦槽内的超导螺线管磁体线圈骨架，所述的超导螺线管磁体线圈骨架包括一个兼作水平和竖直两对跑道型线圈骨架的束流通道管1，所述的束流通道管1上套设有主磁场线圈骨架3，主磁场线圈骨架3的两端设置有两个屏蔽磁场线圈骨架4，主磁场线圈骨架3和屏蔽磁场线圈骨架4之间对应设置有定距管5，屏蔽磁场线圈骨架4外侧设置有氦槽端板9，所述的氦槽上还设置有液氦出口 6、液氦进口 8和电流引线接口 2。
[0020]进一步，所述的氦槽用来将复合型超导磁体骨架绕线完成待整体固化后封装，氦槽下部设置有底座10。
[0021]进一步，所述的氦槽和超导螺线管磁体线圈骨架采用无磁不锈钢，氦槽端板9上焊接设置有吊装支架7。用来将氦槽固定在工作空间位置上，避免在加工、运输、装配、吊装等过程中引起不必要的形变。
[0022]进一步，所述的束流通道管1外表面上设置有绕制完成后固化的跑道型线圈，所述的屏蔽磁场线圈骨架4通过束流通道管1上的肩定位并通过点焊固定在束流通道管1的两端，所述的主磁场线圈骨架3通过螺栓固定在两端的屏蔽磁场线圈骨架4上，屏蔽磁场线圈骨架4端部设置有用于使校正线圈冷却均匀的液氦通道。
[0023]进一步，所述的定距管5设置在主磁场线圈骨架3和屏蔽磁场线圈骨架4之间的屏蔽线圈中，并通过螺栓将屏蔽磁场线圈骨架4固定，用于保证主磁场线圈骨架3和屏蔽磁场线圈骨架4之间的相对位置。
[0024]所述的一种复合型超导螺线管磁体线圈氦槽，绕制各线圈并完成固化后，进行氦槽的焊接，焊接时合理安排焊接顺序和采用专门的工装来控制形变。
[0025]以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种复合型超导螺线管磁体线圈氦槽，其特征是包括封装在所述的氦槽内的超导螺线管磁体线圈骨架，所述的超导螺线管磁体线圈骨架包括一个兼作水平和竖直两对跑道型线圈骨架的束流通道管，所述的束流通道管上套设有主磁场线圈骨架，主磁场线圈骨架的两端设置有两个屏蔽磁场线圈骨架，主磁场线圈骨架和屏蔽磁场线圈骨架之间对应设置有定距管，屏蔽磁场线圈骨架外侧设置有氦槽端板，所述的氦槽上还设置有液氦出口、液氦进口和电流引线接口。2.如权利要求1所述的一种复合型超导螺线管磁体线圈氦槽，其特征在于:所述的氦槽用来将复合型超导磁体骨架绕线完成待整体固化后封装，氦槽下部设置有底座。3.如权利要求2所述的一种复合型超导螺线管磁体线圈氦槽，其特征在于:所述的氦槽和超导螺线管磁体线圈骨架采用无磁不锈钢，氦槽端板上焊接设置有吊装支架。4.如权利要求1所述的一种复合型超导螺线管磁体线圈氦槽，其特征在于:所述的束流通道管外表面上设置有绕制完成后固化的跑道型线圈，所述的屏蔽磁场线圈骨架通过束流通道管上的肩定位并通过点焊固定在束流通道管的两端，所述的主磁场线圈骨架通过螺栓固定在两端的屏蔽磁场线圈骨架上，屏蔽磁场线圈骨架端部设置有用于使校正线圈冷却均匀的液氦通道。5.如权利要求1所述的一种复合型超导螺线管磁体线圈氦槽，其特征在于:所述的定距管设置在主磁场线圈骨架和屏蔽磁场线圈骨架之间的屏蔽线圈中，并通过螺栓将屏蔽磁场线圈骨架固定，用于保证主磁场线圈骨架和屏蔽磁场线圈骨架之间的相对位置。
【专利摘要】本发明涉及粒子加速器超导螺线管磁体技术领域，尤其是涉及一种复合型超导螺线管磁体线圈氦槽。其特点是包括封装在所述的氦槽内的超导螺线管磁体线圈骨架，所述的超导螺线管磁体线圈骨架包括一个兼作水平和竖直两对跑道型线圈骨架的束流通道管，所述的束流通道管上套设有主磁场线圈骨架，主磁场线圈骨架的两端设置有两个屏蔽磁场线圈骨架，主磁场线圈骨架和屏蔽磁场线圈骨架之间对应设置有定距管，屏蔽磁场线圈骨架外侧设置有氦槽端板，所述的氦槽上还设置有液氦出口、液氦进口和电流引线接口。其结构紧凑，强磁场和低杂散场的特点，定位简单，制造容易，焊接工作量小，焊接变形小，加工精度易保证，装配方便，能够有效的保证装配精度达到要求。
【IPC分类】H01F6/06, H01F6/04
【公开号】CN105261438
【申请号】CN201510680856
【发明人】吴北民, 吴巍, 杨通军, 倪东升, 陈玉泉, 梅恩铭, 马力祯, 何源
【申请人】中国科学院近代物理研究所
【公开日】2016年1月20日
【申请日】2015年10月19日