ADS超导磁体水平测试降温过程研究

发布时间：2021-09-01 03:46

　　核能是较为清洁、高效的能源。目前处理核废料并提高核能利用率主要采用ADS系统。ADS全名加速器驱动次临界系统,超导磁体是其内部及其重要的部件,为了能够制造出满足设计要求的超导磁体,需要对已设计出的磁体进行测试,目前所需工作是对超导磁体进行水平测试,这一过程是测试磁体以实际位置出现在加速器中的性能。本文以ADS直线加速器为研究背景,对ADS超导磁体水平测试过程进行研究,进而研究低温恒温器的电流引线和冷屏。电流引线是低温系统中重要的一部分,它是磁体励磁的媒介,制造出满足设计要求的电流引线非常重要。电流引线除去其本身外还包括软连接、热锚、绝缘材料。通过数值模拟的方法对电流引线相关组件进行了研究,得到了不同组件的材料与结构方案。采用理论计算的方式得出了电流引线本身的结构。采用数值模拟的方式对加载电流时电流引线的发热情况进行了分析,发现电流引线能够在加载150%时的电流正常运行。对不同电流下引线低温端漏热进行了总结,得到了预测低温端漏热的关系式。超导磁体的降温过程耗时较长,需要找到效率高、经济性好的降温方案。对ADS超导磁体水平测试降温过程进行了模拟,发现仅用制冷机冷却磁体很难将其冷却至4.2K... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景
        1.1.1 ADS直线加速器介绍
        1.1.2 ADS超导磁体的介绍
    1.2 国内外研究现状及分析
        1.2.1 电流引线研究现状
        1.2.2 磁体降温冷却的国内外研究现状
        1.2.3 低温恒温器冷屏研究现状
    1.3 主要研究内容
第2章 电流引线的结构设计与分析
    2.1 引言
    2.2 电流引线的组成
        2.2.1 编织带
        2.2.2 绝缘材料
        2.2.3 电流引线的设计方法
        2.2.4 热锚
    2.3 电流引线加载时的模拟分析
    2.4 本章小结
第3章 超导磁体降温过程的模拟研究
    3.1 引言
        3.1.1 水平测试低温恒温器
        3.1.2 ADS超导磁体降温系统
    3.2 控制方程
    3.3 湍流模型
    3.4 物性参数
        3.4.1 超导磁体物性
        3.4.2 氦的物性
    3.5 物理模型和网格
        3.5.1 物理模型的简化
        3.5.2 网格划分
    3.6 ADS超导磁体降温过程的模拟
        3.6.1 磁体降温流程
        3.6.2 计算条件
        3.6.3 模拟结果及分析
    3.7 磁体降温过程的改进与优化
        3.7.1 液氦消耗量的计算
        3.7.2 磁体复温过程
        3.7.3 优化前后对比
    3.8 本章小结
第4章 冷屏的热力分析及对磁体降温的影响
    4.1 引言
    4.2 冷屏部件组成结构
    4.3 冷屏的温度场及热力耦合分析
        4.3.1 流动边界条件的确定
        4.3.2 温度场分析
        4.3.3 热-力耦合分析
        4.3.4 屏体壁厚的选择
    4.4 冷屏对磁体降温的影响
    4.5 本章小结
结论
参考文献
致谢



本文编号：3376226