水冷磁体的容器装置

本发明涉及一种混合磁体，尤其涉及的是一种水冷磁体的容器装置。

背景技术：

1、稳态混合磁体实验装置包括外超导磁体和内水冷磁体两部分。内水冷磁体是由多个水冷磁体线圈，通过去离子水冷却的一种产生超强磁场的装置，在运行过程中，线圈处于极端工作状态，产生超大功率热量和强大的电磁力，内水冷磁体容器装置为上述线圈及其他结构提供密闭的、流动的冷却水空间，同时提供支撑、防旋转，确保内水冷磁体装置的各个线圈能正常运行。

2、目前，水冷磁体装置在运行过程中，线圈处于极端工作状态，产生最大功率热量为28mw，这些热量必须及时被内水冷磁体容器装置中流动的冷却水带走，若不及时有效冷却线圈，会导致线圈瞬间融为金属块；若不有效、牢靠承受电磁力，会导致线圈在容器内旋转，破坏线圈及线圈间的连接、支撑件，导致装置无法运行。

3、同时，因内水冷磁体装置机械磁中平面与装置运行实际的磁中平面会有一定的偏差，对各个线圈会产生强大的电磁力，影响线圈的正常运行，因此要求内水冷磁体装置的容器装置必须能沿装置轴向上、下可调。

4、目前，《水冷磁体容器的结构设计与强度分析》的论文是一种水冷磁体容器的设计分析，虽然可以径向一定的冷却效果，但仍具有有以下其缺点：1.不能升降，精确调节高度；2.该结构无法在混合磁体内水冷磁体中使用；本技术旨在强磁场条件下使用，该容器的进水口位于中上部、出水口位于中下部，导致冷却水流量较小，无法满足目前磁体线圈数量较多时产生热量较大时的使用。

5、公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息已构成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题在于：如何解决目前水冷磁体的容器装置无法精确调节高度，导致内水冷磁体装置机械磁中平面与装置运行实际的磁中平面会有一定的偏差，无法调节，适应性差。

2、本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：

3、水冷磁体的容器装置，包括由上向下依次连接第一容器筒组件、第二容器筒组件、第三容器筒组件；所述第一容器筒组件为双层结构，其内层的顶端具有冷却水通孔，所述第二容器筒组件设有高压水入口、下部设有低压水出口，所述高压水入口与所述第一容器筒组件的夹层相通，所述低压水出口与所述第一容器筒组件的内层相通；所述第三容器筒组件包括第三筒体、第四连接法兰，所述第四连接法兰螺纹连接所述第三筒体的顶端，所述第四连接法兰与所述第二容器筒组件连接。

4、本发明通过容器装置与外部冷却水系统连接，高压水通过第二容器筒组件的高压水入口进入第一容器筒组件的双层结构，通过第一容器通组件内层顶端的冷却水通孔进入第一容器筒组件的内部冷却腔，实现对磁体线圈的冷却，后由第二容器筒组件的低压水出口流出；本发明通过第四连接法兰与第三筒体的螺纹连接深度来调节整个容器总成的高度，并适配不同厚度的止动垫环，通过螺纹实现高精度调节容器的高度，调节精度达0.125mm、能够高精度调节容器的高度±10mm；确保了容器装置能够安装到外超导磁体装置预留的内水冷磁体装置空间，并确保外超导磁体装置与内水冷磁体装置的机械磁中平面吻合。

5、优选的，所述第三容器筒组件还包括止动垫环、防旋转块，所述止动垫环连接所述第四连接法兰顶面，所述止动垫环的内径大于所述第三筒体的内径，所述止动垫环具有与第四连接法兰对应的螺栓孔，所述止动垫环、所述第四连接法兰与所述第二容器筒组件通过螺栓固定，所述止动垫环的内圈具有多个防旋转槽，所述防旋转块的顶端卡入防旋转槽内、底部通过螺栓连接所述第三筒体。

6、优选的，所述第三容器筒组件还包括减震环，所述减震环位于所述止动垫环与所述第四连接法兰之间。

7、减震环进一步提高减震效果。

8、优选的，所述第三容器筒组件还包括地基连接座，所述地基连接座连接所述第三筒体的底端。

9、优选的，所述第一容器筒组件包括第一外筒、第一内筒、电连接端口、主体支撑板，所述第一外筒与所述第一内筒间隔布置，且均连接所述容器端盖，所述电连接端口径向密封插入所述第一外筒与所述第一内筒，所述主体支撑板连接所述第一内筒的内部底部，所述主体支撑板具有冷却水通孔。所述第一容器筒组件的顶端密封连接容器端盖。

10、主体支撑板为内部磁体线圈的实现固定支撑作用，容器端板为内部磁体线圈的顶部实现固定连接，容器端盖、第一容器筒组件、第二容器筒组件、第三容器筒组件实现密封紧固连接，将运行过程中的旋转力传输至第三容器筒组件的底部，第三容器筒组件与地基固定连接，来实现防旋转和预防事故力。

11、优选的，所述第一容器筒组件还包括第一连接法兰，所述第一外筒的底端外圈焊接所述第一连接法兰；所述第一连接法兰与所述第二容器筒组件的顶端连接。

12、优选的，所述第一内筒的内部底端焊接环形搭载架，所述主体支撑板连接所述环形搭载架上，所述主体支撑板上的冷却水通孔为多个沿圆周阵列的扇形通孔。

13、优选的，所述第二容器筒组件包括第二外筒、第二内筒、高压水接头、低压水接头，所述第二外筒的底端与所述第二内筒的外壁连接，所述第二外筒与所述第二内筒间隔布置，所述高压水接头联通所述第二外筒，所述低压水接头连接所述第二内筒的单层结构处。

14、优选的，所述高压水接头与所述低压水接头为管状，其端部具有连接法兰，所述第一容器筒组件还包括加强环，所述加强焊接在所述高压水接头与所述第二外筒连接处，以及第二外筒与所述低压水接头连接处。

15、优选的，所述第二容器筒组件还包括第二连接法兰、第三连接法兰、排污管、线圈信号线孔；所述第二连接法兰连接所述第二外筒的顶端外圈，所述第三连接法兰连接第二内筒的底端外圈；所述排污管为多个，多个排污管沿圆周阵列的连接所述第二外筒以及所述第二内筒；线圈信号线孔为多个，开设于单层结构处的第二内筒上。

16、本发明中容器装置通过分段式的设计，使得高压水入口与低压水入口均位于整个磁体线圈的下方，保证整个第一容器筒组件的夹层内始终充满冷却水，冷却水流量变大；分段式的设计使得高压水入口与低压水入口不会占用外超导磁体装置预留的内水冷磁体装置空间，更加适应于外超导磁体装置。本发明能够为内水冷磁体提供安装空间，且与去离子冷却水系统一起为内水冷磁体提供足够的冷却水，容器装置的流量达到了1000m3/h，能够及时将28mw的热量带走。

17、本发明的优点在于：

18、(1)本发明通过容器装置与外部冷却水系统连接，高压水通过第二容器筒组件的高压水入口进入第一容器筒组件的双层结构，通过第一容器通组件内层顶端的冷却水通孔进入第一容器筒组件的内部冷却腔，实现对磁体线圈的冷却，后由第二容器筒组件的低压水出口流出；本发明通过第四连接法兰与第三筒体的螺纹连接深度来调节整个容器总成的高度，并适配不同厚度的止动垫环，通过螺纹实现高精度调节容器的高度，调节精度达0.125mm、能够高精度调节容器的高度±10mm；确保了容器装置能够安装到外超导磁体装置预留的内水冷磁体装置空间，并确保外超导磁体装置与内水冷磁体装置的机械磁中平面吻合；

19、(2)本发明通过容器装置分段式的设计，使得高压水入口与低压水入口均位于整个磁体线圈的下方，保证整个第一容器筒组件的夹层内始终充满冷却水，冷却水流量变大；分段式的设计使得高压水入口与低压水入口不会占用外超导磁体装置预留的内水冷磁体装置空间，更加适应于外超导磁体装置；本发明能够为内水冷磁体提供安装空间，且与去离子冷却水系统一起为内水冷磁体提供足够的冷却水，容器装置的流量达到了1000m3/h，能够及时将28mw的热量带走。

20、(3)减震环进一步提高减震效果；

21、(4)主体支撑板为内部磁体线圈的实现固定支撑作用，容器端板为内部磁体线圈的顶部实现固定连接，容器端盖、第一容器筒组件、第二容器筒组件、第三容器筒组件实现密封紧固连接，将运行过程中的旋转力传输至第三容器筒组件的底部，第三容器筒组件与地基固定连接，来实现防旋转和预防事故力。