[发明专利]一种用于大电流高温超导电流引线的室温端绝缘法兰

说明书

本发明公开了一种用于大电流高温超导电流引线的室温端绝缘法兰，包括有绝缘套筒，绝缘套筒两端分别与端面法兰和真空法兰密封连接，绝缘套筒与端面法兰、真空法兰之间的密封面分别通过硅橡胶圈顶紧密封；绝缘套筒外位于端面法兰、真空法兰之间固化有一圈法兰绝缘层；所述端面法兰上焊接有伞裙结构，电流引线竖直状态运行时，伞裙结构可有效阻挡来自室温端的冷凝水落入高低电压法兰之间的绝缘外表面，端面法兰焊接于电流引线主体套管上。本发明集成高压绝缘、机械支撑、真空密封于一体，满足低温、真空环境下电传输的特殊要求。

技术领域

本发明涉及大型热核聚变装置或其它大型电磁装置的超导磁体的供电馈线领域，具体为一种用于大电流高温超导电流引线的室温端绝缘法兰。

背景技术

热核聚变将为人类提供取之不尽的清洁能源，国际热核聚变试验堆（ITER）计划将在未来十年内建成。高温超导电流引线为其巨型低温超导磁体供电，同时是磁体主要的热负荷来源。由于超导磁体以及电流引线本身工作在低温、真空环境中；而且大型电流引线重达百公斤量级，电流引线与真空杜瓦的连接法兰必须能够承载本身重量；电流引线为超导磁体传输电流，而真空杜瓦处于接地状态，在故障态下电流引线必须能够承载上万伏的绝缘，因此能够集成高压绝缘、强载荷、能在真空低温下工作的绝缘法兰是保证电流引线正常安全运行的关键。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于大电流高温超导电流引线的室温端绝缘法兰，实现电流引线跨界真空与大气环境连接、高压与接地电位、连接常温与低温，同时能够承载电流引线本身重量载荷。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种用于大电流高温超导电流引线的室温端绝缘法兰，其特征在于：包括有伞裙结构、端面法兰、法兰绝缘层、绝缘套筒、真空法兰、电流引线主体套管、硅橡胶圈；所述绝缘套筒两端分别与端面法兰和真空法兰密封连接，绝缘套筒与端面法兰、真空法兰之间的密封面分别通过硅橡胶圈顶紧密封，在保证真空密封性能的前提下简化了安装过程；所述绝缘套筒外位于端面法兰、真空法兰之间固化有一圈法兰绝缘层；所述端面法兰上焊接有伞裙结构，电流引线竖直状态运行时，伞裙结构可有效阻挡来自室温端的冷凝水落入高低电压法兰之间的绝缘外表面，端面法兰焊接于电流引线主体套管上，真空法兰与真空杜瓦密封连接。

所述的一种用于大电流高温超导电流引线的室温端绝缘法兰，其特征在于：所述绝缘套筒外表面车有螺纹，且螺纹面涂抹环氧胶，所述端面法兰、真空法兰分别通过螺纹与绝缘套筒两端连接。

所述的一种用于大电流高温超导电流引线的室温端绝缘法兰，其特征在于：所述法兰绝缘层用环氧浸渍的玻璃丝带包绕并在真空环境下对其进行压制使得包绕中产生的气泡全部释放再对其进行加热使其固化。

本发明通过足够强度的绝缘套筒连接高压与接地电位，满足机械强度与绝缘耐压强度；通过螺纹和硅橡胶圈密封结构实现电流引线的大气与杜瓦真空的分隔；通过真空法兰实现与绝缘法兰的机械连接以及与真空杜瓦法兰的真空密封连接。

本发明工作在真空、低温、高压绝缘环境下，适用于低温电物理装置，为电流引线与低温杜瓦之间建立真空、绝缘的连接与支撑。本发明在聚变堆领域以及超导领域具有较好的应用价值。

事实上，只要是期望在真空、低温下传输电压电流的场合，具有真空、绝缘高压、承担机械载荷要求的部件都可以参考本发明的技术方案，但凡是未脱离本发明的技术方案的内容，仅是依据本发明的技术实质对所述结构进行的简单修改，或是同等变化与修饰，均应属于本发明技术方案的范围之内。

本发明的优点是：

本发明的结构简单，但功能复杂，保证了低温环境下运行、真空、高压绝缘以及机械支撑的多重功用；各功能由不同的部件承担；绝缘套筒承受机械载荷与高电位，但工作在大气与室温下，真空法兰与杜瓦法兰连接起真空密封作用；整体设计安全可靠。