一种电流引线的热力学计算方法

从超导磁体气冷电流引线的热平衡方程出发,对电流引线进行分段,提出了一种较为精确计算电流引线长横比及由电流引线末端流入低温容器热量的计算方法;电流引线中氦气流阻是设计电流引线时一个很重要的参数,由于电流引线片形状很复杂,计算其中氦气流阻比较好的方法是采用CFD软件Fluent。氦气模型单元数很庞大,因此对氦气模型进行了简化和分段,相邻两段模型间采用流量和压力边界条件进行耦合。     

铜电流引线组的二元化改造

传统的铜电流引线因为在低温区的漏热过大,需要改造成漏热量低的高温超导电流引线。本设计主要针对一对200A和两对80A铜电流引线。通过计算得出了高温超导电流引线的最佳长横比,以及结构在不同低温区的收缩率,并用对电流引线组改造前后做了漏热的分析对比。结果表明,改造后的电流引线组4.5K温区的漏热量降低到未改造前的3.18%,大大降低了系统液氦温区热负荷,降低了运行成本。     

低温装置的最佳气冷电流引线

本文提出了一种计算低温装置气冷电流引线的最佳尺寸比和最小热流的方法,并按照这一方法计算了铜、德银和不锈钢电流引线的最佳尺寸比和最小热流.计算结果发现,当液氦的蒸发率较大时,由具有最佳尺寸比的电流引线流入低温装置的最小热流与电流强度的平方成正比,与液氦的蒸发率成反比,而与引线材料几乎无关.所以,为减小电流引线漏热,材料的选择是无关紧要的,关键是选取最佳尺寸比.     

电流引线迫流冷却传热分析

如何降低电流引线向低温环境的漏热,是超导电力技术领域的一项重要课题.文中概述了电流引线研究进展,建立了电流引线迫流冷却传热模型,并分析了氮气迫流冷却作用,推导了电流引线温度分布和最优长度-横截面积比(ORLA)函数式.自然蒸发迫流冷却对最优长度-横截面积比(ORLA)影响较小.     

低温装置的最佳电流引线

本文提出了一种计算低温装置绝热电流引线最小热流和最佳尺寸的方法,并计算了十六种电流引线的最小热流和最佳尺寸。结果表明,铝、铁和镍等纯金属材料作电流引线较好,但是引线最佳尺寸的选择比材料的选择更为重要。     

气冷变截面电流引线优化计算方法

超导低温装置中的电流引线连接室温中的电源与超导单元,其漏热直接关系到低温系统的运行稳定与运行成本.本文对传统的气冷电流引线分段计算方法做了一定的改进,形成了气冷变截面电流引线优化设计方法.使用此方法为一个YBCO HTS带材临界电流测试装置设计了变截面电流引线.本文的设计方法为变截面电流引线的实际应用提供了一定的参考.     

气冷变截面电流引线优化设计与实验研究

电流引线是连接超导低温装置室温电源与超导单元的桥梁,其漏热直接关系到低温系统的运行稳定与运行成本.本文对传统的气冷电流引线分段计算方法做了一定的改进,提出了气冷变截面电流引线优化设计方法.应用此方法为一个YBCO高温超导带材临界电流特性测试装置设计了变截面电流引线.通过对电流引线的温度场分布进行实验测量,并与设计值进行比较,结果吻合较好,证明了气冷变截面电流引线设计方法的有效性和实际优化效果.本文的设计方法及相关实验研究为变截面电流引线在超导低温装置中的实际应用提供了一定的参考.     

松弛迭代法在电流引线设计中的应用

对于大多数超导电力装置来说,用于制冷的费用决定着整个系统的长期运行成本,电流引线漏热是低温系统的主要热负荷来源,是造成整个超导装置中静态冷量损失的主要原因。引线温度分布决定了漏热的大小,实际工程应用中常需要在给定尺寸下求解电流引线的温度分布及低温端漏热,文中介绍的松弛迭代法可迅速求解出电流引线沿线的温度分布,并推导出引线低温端漏热,由于松弛法可以通过多次迭代实现误差控制,因此,求解精确度能得到有效保证,为不同工况下电流引线优化设计提供了一种快速有效的计算方法。     

大孔径真空压力浸蜡超导磁体稳定化及保护

研制了一种中心场3T的大孔径真空压力浸蜡超导磁体.NbTi超导线圈内径0.928 m,外径1.02 m,长0.355 m.超导线圈采用液氦浸泡冷却,低温系统采用两台G-M制冷机提供冷量,实现运行过程中液氦零蒸发.超导线圈采用二元电流引线与电源连接,二元电流引线由高温段的铜引线和低温段的高温超导引线通过换热器连接而成.线...     

超导装置电流引线的研究进展

电流引线是连接室温端电源和低温端超导装置的重要部件,也是超导装置热损耗的主要热源之一。选择合适的电流引线形式,并进行引线结构优化设计,可以提高超导装置的可靠性和经济性。概述了电流引线的优化设计目标和分类形式,介绍了全金属电流引线、高温超导电流引线和珀尔帖电流引线的研究进展,分析比较了三类电流引线的工作特点和适用场景,可为超导装置的电流引线选型和优化设计提供参考。     

ENHANCEMENT OF FORCED CONVECTIVE HEAT TRANSFER IN NARROW CONCENTRIC ANNULI BY TURBULENCE PROMOTERS

Abstract

Forced convective heat transfer in a narrow concentric annulus was enhanced by turbulence promoters to improve the heat removal from a high-temperature gas-cooled reactor, a gas-cooled fusion reactor, and other narrow flow passages. The present experiments, which differed from those performed in conventional research, were carried out to examine the effect of turbulence promoters on the inner insulated wall opposite the outer smooth heated wall. This was achieved by changing the ratio of the pitch and the height P/ε, the ratio of the height and the space ε/ε¹, and the type of turbulence promoters used. Experimental results were examined for the local heat transfer coefficient distribution on the smooth outer tube, the average heat transfer coefficient, the friction factor, and the thermal performance. Five kinds of evaluations for thermal performance were carried out.P24     

气冷引线热平衡方程的求解方法

给出了在气冷引线最佳化问题中求解热平衡方程的方法。在寻求终解的过程中,既要解决诸多参量中包含非独立参量的问题,又要解决特解表达式的定义域中既有自变量又有因变量的问题,还要解决多解函数中确定真解定义域的问题。上述问题的解决为最终求出引线温度分布并解决引线最佳化问题奠定了基础。     

变截面电流引线的漏热分析与优化设计

电流引线的漏热大小直接关系到超导设备的运行稳定性与运行成本。文中重点探讨了变截面引线在HTS电流引线优化设计中的应用,通过有限元法计算了不同规格的变截面引线的漏热大小,得出了变截面引线漏热与引线长度及截面积之间的变化规律。并为一个基于2G HTS的YBCO高温超导储能装置设计了曲线形扁铜带变截面电流引线。文中的计算结果对于变截面电流引线的优化设计提供了一定的参考价值。。     

Heat transfer in a flow of gas mixture with low Prandtl number in triangular channels

We investigated heat transfer in a channel with a triangular cross-section. The working medium is a helium–xenon mixture with a low Prandtl number. This channel configuration corresponds to one of possible cases of fuel cells layout in a gas-cooled nuclear reactor. New experimental data on heat transfer in helium–xenon mixtures were obtained. Results of numerical modeling were compared with the experimental data and the known empirical correlations.     

300kVA高温超导变压器电流引线漏热损耗的测量

电流引线是高温超导变压器的主要外部漏热来源,它的漏热量直接影响了超导变压器的经济性能,因此,引线的设计与漏热测量一直备受关注。文中构建了一个实验方案,运用量热法测量低压引线的漏热,并将试验结果与仿真预期值进行了对比和分析,从而验证了仿真设计的正确性。     

超导应用Peltier电流引线界面热(电)阻特性研究

对一种新型的超导低温系统电流引线(Peltier引线)进行了分析;建立了考虑热界面效应的数学模型,给出了可用于迭代求解的解析表达式;以最小漏热和最小功耗两种目标分别对直接冷却下的Peltier引线进行了结构优化,分析了热电材料与铜之间的接触界面热阻、电阻的影响。不考虑界面阻力时,优化得到的PCL引线与二元电流引线相比,漏热可减少近30%,功耗可减少约26%。界面阻力会明显削弱PCL引线的优势,需在设计中给与足够重视,依据工作电流将界面阻力控制在可以接受的范围。     

Computational study of the influence of some systematic factors on the fuel temperature in a very high temperature gas-cooled reactor with prismatic fuel assemblies

The influence of the main systematic factors of overheating (such as nonuniformity of power density and cold leaks of coolant) on the fuel temperatures in a very high temperature gas-cooled reactor NGNP (Next Generation Nuclear Plant) with prismatic fuel blocks is studied. The results of computations show a high sensitivity of the fuel temperatures to systematic factors of overheating. This circumstance indicates the necessity of high-precision three-dimensional modeling of the gas dynamics and heat transfer in the core when designing this type of reactor.