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高温超导磁储能系统的低温杜瓦设计低温杜瓦尺寸设计与工艺要求引言宋萌趵,李敬东芾ツ,王达达卫,冯强超导磁储能系统是利用超导材料制成磁体进行电能储存的装置,具有储能密度高、响量传递,因此有必要分析其漏热量是否在允许范对于绝热低温容器,真空设计指标的基本考低温技术应快等优点,能提高系统稳定性、改善供电品质、提供不问断电源、提供分散电源电能管理手段等,与超导变压器、超导输电电缆等超导电力装置相比较,对电力系统技术经济性能的影响巨大‘!磁体的临界电流受温度和磁场影响较大,在高磁场下,磁体于液氮温区耐髂力衰减严重,因此一般使其冷却至~奈区运行。本文中即盘宀捎弥苯永淙式,低温杜瓦整体采用真空密封结构,电流引线、信号线、制冷机冷头等装置通过杜瓦外壳磁体、支撑结构固定于杜瓦中心不与杜瓦内壁接触,以减少传导漏热,但支撑杆件与杜瓦连接,仍会造成热围内。此外该储能系统需要长途运输,支撑杆件能否承受运输过程中造成的竖直与水平方向应力、不发生明显形变也是需要重点考虑的问题。本文依据杜瓦的密封性要求和安全运输要求,对高温超导磁体低温杜瓦进行了结构设计和传热分析。尺寸设计虑是以把空间气体的热传导损失减少到最低限度为准则。当容器的真空度小于。保嗥体的传热与辐射和固体传热相比,传热量要小得多,其总传热将不随气压而改变心4舜高温超导磁储能系统低温杜瓦设计指标为真空度超导储能磁体为圆柱形,,昆明;康绱殴こ逃胄录际豕抑氐闶笛槭华中科技大学浜摘要:为了满足高温超导磁储能系统韵碌牡臀鹿ぷ骰肪常约俺ね驹耸浯盘宓奈榷ㄐ裕荻磐呱杓频各项指标,通过工程计算设计了超导磁体的低温杜瓦结构和支撑结构,满足了其密封环境要求、支撑强度要求及漏热要求,为低温杜瓦的制作提供技术指导。关键词:高温超导磁储能系统;低温杜瓦;结构设计,收稿日期:——作者简介:宋萌,男,博士,主要从事超导电力装置的电磁设计、分析与研制。—,≤—.&,珻琑現甋,:—瑃.:,,.,瑂琾.
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的关飘。俘磁体承载结构设计利用,减小体积缤糽所示其主尺寸饕H【鲇诔即盘包括磁体的紧固部分耐饩丁5背即盘逋饩洞笥时,超导磁体和侧壁之间应留—吊杆等在盖板上有合适的安装位置。表了不同磁体外径适用的公称通径。低温杜瓦需要抽真空,其侧壁和盖板均要承受大气压力,要保持形状不发生改变必须具有一定的厚度。对于圆柱形的真空室,圆筒侧壁的厚度主要取决于圆筒的内直径,同时,筒的高度也影几隽瞬啾诤穸鹊牟慰贾担ň没考虑真空室高度的影响,因此侧壁厚度的选择压力容器的上、下盖板一般被称为“封头”。由于要安装制冷机、电流引线、测量信号线等,其中:.8前搴穸龋珼为真空室主尺寸,8板形状因子,4笃沽Γ琽8前宀牧闲碛糜力。对于圆形盖板,翟嘉..计算时取徊恍飧值娜∮糜αΥ笥按;大气压力为8萆鲜接校按传热过程的不同类型,传热方式分为热传导、对流传热、辐射换热三种方式。对流换热系数随真空度的增加而减小,在绝对真空下,对流换热系数为零,所以杜瓦内气体的对流换热作用可以近似忽略旧4哟然砜芍#倍磐咦爸帽怀成高真空后,辐射传热将成为漏热的主要来源。为了提高装置的绝热性能,就必须减少辐射漏热。在真空区增加防辐射屏,是有效地减低杜瓦内冷热壁之间辐射漏热的方式之一【降低物体表面的发射率,是减少辐射传热的另一种有效