傳導(dǎo)冷卻的10T超導(dǎo)磁體恒溫器設(shè)計及二級脈管制冷機研制.pdf

1、目前，超導(dǎo)技術(shù)廣泛應(yīng)用于能源、信息、交通、科學(xué)儀器、醫(yī)療技術(shù)、國防和重大科學(xué)工程等領(lǐng)域。據(jù)超導(dǎo)產(chǎn)業(yè)峰會的預(yù)計，到2020年超導(dǎo)產(chǎn)業(yè)的市場份額將達到1500～2000億美元，因此超導(dǎo)技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有非常廣闊的市場空間。
　　相比于液氦冷卻的超導(dǎo)磁體系統(tǒng)，制冷機直接冷卻的超導(dǎo)磁體具有結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、運行成本低等優(yōu)點，再加上近年來世界范圍內(nèi)液氦資源的緊缺與匱乏，進一步促進了制冷機直接冷卻超導(dǎo)磁體系統(tǒng)的發(fā)展。隨著脈管制冷機性能的不斷

2、提高，其制冷性能已經(jīng)可以與G-M制冷機相媲美：同時由于脈管制冷機在冷端無運動部件，因此具有很多突出的優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、機械振動低、噪音小；電磁干擾低，受磁場影響小、可靠性高、使用壽命長等。因此脈管制冷機被越來越多的用到超導(dǎo)磁體冷卻系統(tǒng)中。
　　本文回顧了制冷機直接冷卻的超導(dǎo)磁體發(fā)展歷史和最新研究進展，分析了制冷機類型、回?zé)岵牧?、布置形式對制冷機直接冷卻超導(dǎo)磁體性能的影響，設(shè)計了一臺用于冷卻10T超導(dǎo)磁體的恒溫器并研制了與之相

3、配的液氦溫區(qū)二級脈管制冷機。主要工作如下：
　　1、完成了制冷機直接冷卻的10T超導(dǎo)磁體恒溫器系統(tǒng)的設(shè)計，重點設(shè)計了磁體的強化傳熱結(jié)構(gòu)，介紹了二元電流引線的優(yōu)化設(shè)計過程、位置布置以及超導(dǎo)磁體的失超保護措施，最后詳細計算了制冷機兩個冷頭所需的熱負(fù)荷。
　　2、研制了與之相配的二級液氦溫區(qū)脈管制冷機單元，并對其進行了實驗調(diào)試，該制冷機在4.04K可提供0.6W制冷量，同時在43.6K可提供20W制冷量，可滿足恒溫器的熱負(fù)荷設(shè)計需