直接冷却超导磁储能磁体加载实验与热分析

阐述了35 kJ高温超导磁储能系统及其实验装置,通过对直接传导冷却超导磁储能磁体进行电流加载实验,对磁体进行了动态热分析.研究表明:在变流器对超导磁储能磁体充放磁储能过程中,磁滞损耗是功率损耗的主要部分,对磁体温升影响最大;减小变流器直流侧频率有利于抑制磁体温升.基于热稳定性分析了导冷结构的优化因素,指出直接冷却导冷结构应强化关键部位(磁体上部)的传热,以减小磁体轴向温差.     

1.5 T Bi-2223高温超导磁体的研制

针对Bi-2223(Bi2Sr2Ca2Cu3Ox)高温超导带材在超导磁体中的应用展开研究，在磁体设计、制造中采用饼式线圈结构，超导带材层与层之间没有轴向应力，可以减小超导带材载流能力的退化．与单饼线圈相比，用单根超导线绕制双饼线圈可以使磁体内的非超导连接数减少近一半，有利于减少磁体内部的热干扰以提高磁体稳定运行能力。最后，给出一个线圈内径为100mm、外径为140mm、长为121mm，中心场强为1．5T的高温超导磁体实验样机的设计方案及实验数据，测量结果与理论计算吻合。     

相对论返波振荡器超导磁体的研制（英文）

一台相对论返波振荡器匀场超导磁体现已完成设计、制造和测试,磁体室温孔径为30mm、中心场为5.51T.为了提高磁场的均匀性,设计的磁体由3个同轴线圈组成.所有的超导线圈串联运行,并由1台电源供电.磁体轴向从-30mm至30mm处磁场均匀性优于±0.5%.磁体可以通过超导开关进行闭环运行.此外,利用一对高温超导电流引线和两级GM制冷机(4.2K@1.5 W)可以实现超导磁体的零液氦蒸发.这里给出了该超导磁体的设计、制造、力学分析,并给出了磁体的测试结果.     

超导磁分离在造纸厂污水净化中的应用

针对小型造纸厂污水处理问题.开展了超导磁分离技术研究.设计并研制出制冷机直接冷却的高温超导磁体,磁体中心磁场在直流运行状态下达到1.48 T,交流运行状态达3.92 T.利用该超导磁体对造纸厂废水进行了磁分离处理.实验中,预先在废水中加入经过表面等离子有机改性的铁磁性颗粒,并与污水中非磁性有害物质絮接,通过强磁场实现水中污染物的分离.实验结果表明,经磁分离处理的集水池废水COD值由起始的1 780 mg/L降到147 mg/L,净化效果良好.讨论了利用等离子体聚合薄膜制备具有强捕捉能力的磁性粒子工艺.     

国内首台SMES在我校试运行

在国家“863”计划的支持下，国内首台直接冷却高温超导磁储能系统（SMES）11月1日在我校电气学院电力系统动态模拟实验室成功实现了动模实验试运行．     

脉冲强磁场内高温超导传输特性实验技术

研究了强磁场发生电源-高储能的电容器组的组成、极性改变方式与工作原理;阐述了脉冲磁体的设计原则、材料选型与冷却方式;分析了探测线圈的电压波形与磁场强度波形;对低温保持器的外形结构、机械减震系统进行了详细的描述.在完成探针结构及测量电路设计后,对高温超导薄膜YBa2Cu3O6.5的传输特性进行了实验研究.实验表明,得到的电阻率与温度的关系曲线ρ(T)在YBa2Cu3O6.5的超导电性发生区域内具有常态绝缘体特征.     

基于CAE分析的塑件3D制造技术

为缩短模具设计与制造周期,提高塑件质量,以塑料盒盖为研究对象,在浇注、冷却系统确定的前提下,应用CAE技术对其进行流动、冷却和翘曲模拟分析.实验结果表明：当冷却回路介质温差0.94℃、充填时间4.859 s、总体变形量0.791 8 mm时,满足塑料模具设计要求.     

用于直接测量磁热效应脉冲磁体的理论设计

采用经典电磁场、有限元数值计算两种方法，设计了一种用于磁热效应直接测量的脉冲螺线管磁体，在螺线管磁体中心处，磁感应强度的计算值及测量值均在2．2T(180A电流时)，且它们之间的误差很小；在以螺线管中心为球心，直径为10mm球内，磁感应强度的均匀度优于1％，达到了脉冲磁体的设计要求。     

舰船电力系统用1 MJ高温超导储能磁体设计研究

介绍了舰船电力系统用的1MJ螺管型高温超导储能磁体的设计优化步骤，给出了用Bi-2223超导带进行1 MJ磁体线圈的设计和优化结果，分析了高温超导体的各向异性对磁体临界电流的影响，讨论了储能容量一定的多螺管磁体系统在漏磁、储能密度和所需超导线材方面的变化。     

超导磁体耐受过电流冲击稳定性的有限元方法研究

利用有限元分析软件COSMOS4.0对Bi2223/Ag超导带材绕制的超导磁体在过电流冲击下的失超行为进行了计算机模拟仿真计算.通过编写VB数据分析程序对模拟结果进行分析,得到磁体绕组中央的横向和纵向的温度分布随时间的变化规律,并获得超导磁体在20 K环境温度时,不同过电流脉冲下绕组内的最高温升曲线.把过电流脉冲导致的局部高温与在此温度下的最小传播电流联系起来,提出以过电流脉冲的允许持续时间作为评价超导磁体抗电流冲击稳定性的依据.这为研究高温超导磁体的运行稳定性提供了重要参考.     

微型制冷机设计特点及联试结果分析

文章介绍了一种０．５Ｗ／８０Ｋ微型双活塞对置式斯特林循环制冷机的设计特点,并对设计思路及联试结果进行了分析。目前,该制冷机与红外探测器组件联试已取得成功,被冷却红外器件工作时温度低于７７Ｋ,室温成像效果清晰,已用于多元红外系统中。     

超导在受控核聚变能磁体工程研究中的应用概述

简要地叙述了受控核聚变反应的基本原理和实现受控核聚变反应的托卡马克装置。介绍了利用低温超导铠装式电缆导体(Cable-in-Conduit Conductor,CICC)在核聚变中的优点和存在的问题。探讨了可能用的高温超导聚变磁体面临的一些技术难题。     

Numerical analysis on the current-sharing temperature of LTS/HTS hybrid conductor

The research of LTS/HTS hybrid conductor is a more recent topic in superconducting domain,and the current-sharing temperature is a key parameter to identify the characteristic of superconducting material.In this paper,based on the power-law model,the current-sharing temperatures for LTS and HTS were calculated respectively,and the calculated results have a good agreement with the existing equation results.The current-sharing temperature of a LTS/HTS hybrid superconducting conductor was numerically calculated.The calculated result of hybrid conductor shows that its current-sharing temperature can increase at least 0.2 K compared with typical LTS conductor with the same normalized transport current,so that the stability of this hybrid conductor is better than typical LTS supercondutor.It indicates that this LTS/HTS hybrid conductor as the substitutes of low-temperature superconductor,will have a wide application prospect and talent commercial value.     

35 kJ YBCO单螺管型超导储能磁体的多目标优化

优化设计超导磁体,不仅可以从技术上保证超导磁储能系统运行的安全和可靠性,而且能够最大限度地降低制造成本.利用模拟退火算法优化在一定条件下的单螺管储能磁体的基本参数（长、外径、内径等）,得出最优设计方案.在ANSYS中对超导储能磁体进行模拟仿真实验,结果验证了优化设计的优越性.     

BEPCⅡ SSM超导磁体降温和升温过程数值研究

从SSM超导磁体低温系统的设计和磁体安全运行角度考虑该磁体降温和升温过程,提出了SSM磁体降温和升温过程的数值计算模型.将磁体处理成二维模型,采用有限体积法离散磁体能量方程,将低温系统中的氮管道和阀门处理成一维模型,方程采用有限差分法离散.考察了氦流进出磁体温度、压力以及磁体上最高、最低温度和最大温差的非稳态变化过程,并详细分析了产生该过程的内部机理.对SSM磁体及其低温系统在非稳态情况下安全运行有一定指导作用.     

液氦间接冷却超导磁体瞬态稳定性分析

本文根据传热学Fourier定律,建立了用铝骨架间接冷却的超导磁体在能量脉冲的作用下的瞬态传热模型。在超导体内部各向同性的假设前提下将其简化为一维瞬态导热问题,并求出了它的分析解。在此基础上,运用计算机对这种间接冷却的超导磁体进行了模拟实验,得出了在不同电流密度,不同能量脉冲、不同线圈厚度以及不同冷却条件下的正常区收敛速度的四组曲线,并对计算结果进行了解释。     

Design of high temperature superconducting contiguous-band diplexer

A high temperature superconducting (HTS) contiguous-band diplexer was designed and fabricated. The HTS contiguous-band diplexer was made using 2-inch-diameter LaA1O₃ wafers coated with epitaxial thin film YBO on both sides, and was made up of two 4-pole singly-terminated low-pass prototype bandpass channel filters connected in parallel. Its operation frequency was centered at 3.25GHz and 3.75GHz with 500-MHz-wide channels. The HTS diplexer operated at 77 K shows excellent performance. The insertion loss in the pass-band is less than 0.8 dB and the rejection between per channel is greater than 30dB. In comparison with the conventional diplexer, the HTS diplexer offers more than 2dB improvement in insertion loss performance and 3/4 volume reduction. This design concept can be applied to the design of HTS multiplexer and the future HTS ESM channeliser systems.