一种超导磁体内部接头

1.本实用新型涉及核聚变装置焊接技术领域，特别是涉及一种超导磁体内部接头。


背景技术：

2.托卡马克是一种利用磁约束来实现受控核聚变的环形容器。在通电的时候，托卡马克的内部会产生巨大的螺旋型磁场，将其中的等离子体加热到极高的温度，以达到核聚变的目的。其核心部件就是产生磁场的超导磁体，其对单根导体长度需求往往长达数千米。超导磁体系统往往由数十个子部件组成，受穿缆拉力、导体制造生产线长度等影响，单根cicc导体制造长度往往不超过1000m，因此需要超导接头将各部件、导体连接起来。而将子线圈连接到一起并绕置于线圈内部的接头称为内部接头。
3.内部接头的制作在国内尚属首次。内部接头在磁体内部受到超低温高磁场循环应力作用，因此内部接头结构需紧凑，在完成内部接头制造后，其截面尺寸不能大于导体的截面尺寸。目前的超导磁体内部接头通常采用侧面焊接的方式。


技术实现要素：

4.本技术的目的是提供一种超导磁体内部接头，其能够以不同的方式实现安装固定的效果。
5.本技术的目的是通过如下技术方案实现的：
6.一种超导磁体内部接头，包括：
7.第一盖体、第二盖体、超导缆和出线头，所述第一盖体和所述第二盖体配合连接以形成供所述超导缆穿过的容置空间，所述出线头设于所述第一盖体和所述第二盖体的端部，并套设于所述超导缆的外周，其中，所述第一盖体和第二盖体的端部开设有环槽，所述出线头设有卡块，所述卡块插入所述环槽中并与所述环槽配合焊接连接。
8.本技术的一些实施例中，所述第一盖体的两侧设有凸台，所述第二盖体的两侧对应位置设有与所述凸台配合固定连接的凹槽。
9.本技术的一些实施例中，所述凸台和所述凹槽焊接连接。
10.本技术的一些实施例中，所述凸台和所述凹槽为全熔透连接。
11.本技术的一些实施例中，所述出线头为两个，分别设于所述第一盖体和所述第二盖体的两端。
12.本技术的一些实施例中，所述环槽和所述卡块为全熔透连接。
13.本技术的一些实施例中，所述环槽的深度为7mm～10mm，所述卡块的高度为5mm～9.5mm。
14.本技术的一些实施例中，所述环槽的内侧端部与所述卡块的端部间距2.5mm～4.5mm。
15.本技术的超导磁体内部接头，超导缆设置在第一盖体和第二盖体中，起到固定超导缆的作用，第一盖体和第二盖体的端部配合形成环槽，与出线头端部的卡块配合焊接连
接，使得出线头、第一盖体和第二盖体的连接更加牢固，区别于现有的纵向焊缝，整体结构简单，设计合理，提高了工作效率。
附图说明
16.图1是本技术的超导磁体内部接头的整体结构示意图；
17.图2是本技术的超导磁体内部接头的拆分结构示意图；
18.图3是本技术的超导磁体内部接头的俯视图；
19.图4是图3中a-a截面的剖视图；
20.图5是图3中b-b截面的剖视图；
21.图6是图4中c部的放大图。
22.图中，1、第一盖体；2、第二盖体；3、超导缆；4、出线头；5、容置空间；6、环槽；7、卡块；8、凸台；9、凹槽。
具体实施方式
23.下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
24.在本技术的描述中，应当理解的是，本技术中采用的术语“上”、“下”、“顶”、“底”等指示方位或位置关系基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
25.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
26.如图1-6所示，本技术实施例提出一种超导磁体内部接头，包括：第一盖体1、第二盖体2、超导缆3和出线头4，所述第一盖体1和所述第二盖体2配合连接以形成供所述超导缆3穿过的容置空间5，所述出线头4设于所述第一盖体1和所述第二盖体2的端部，并套设于所述超导缆3的外周，其中，所述第一盖体1和第二盖体2的端部开设有环槽6，所述出线头4设有卡块7，所述卡块7插入所述环槽6中并与所述环槽6配合焊接连接。
27.基于上述技术方案，本技术的超导磁体内部接头，超导缆3设置在第一盖体1和第二盖体2中，起到固定超导缆3的作用，第一盖体1和第二盖体2的端部配合形成环槽6，与出线头4端部的卡块7配合焊接连接，使得出线头4、第一盖体1和第二盖体2的连接更加牢固，区别于现有的纵向焊缝，整体结构简单，设计合理，提高了工作效率。在内部接头加工时，出线头4的卡块7插入环槽6内，以便于内部接头安装，由于卡块7与环槽6需要焊接连接，因此出线头4的卡块7可以作为环向坡口焊接时的衬垫，保证了环向焊缝的焊接质量，同时降低了对焊工的焊接技能要求。进一步的，环形的卡块7和环槽6在焊接时起绝热作用，卡块7作为焊接衬垫，避免了焊缝熔池与超导缆3直接接触，在合适的焊接工艺下，可以保证焊接时
超导缆3不会因焊接时温度过高而损害。
28.本技术的一些实施例中，如图2、5所示，所述第一盖体1的两侧设有凸台8，所述第二盖体2的两侧对应位置设有与所述凸台8配合固定连接的凹槽9。在安装时，首先将超导缆3放入第一盖体1具有凸台8的一侧，然后将第二盖体2放置在超导缆3上，并向第一盖体1的方向用力压紧，使得第一盖体1的凸台8和第二盖体2的凹槽9配合连接，凸台8和凹槽9的连接方式可以为焊接、卡接等，第一盖体1的凸台8和第二盖体2的凹槽9同时具有限位作用，能够保证第一盖体1和第二盖体2的安装精度。需要说明的是，超导缆3放置在第二盖体2，并用第一盖体1压紧也是可行的。
29.具体的，如图2、5所示，所述凸台8和所述凹槽9焊接连接。凸台8和凹槽9优选为焊接相连，焊接连接方式稳定性强、可靠性高，在凸台8和凹槽9配合连接后，二者连接的位置形成纵向坡口，从而便于焊接的进行。进一步的，在不影响焊接质量和焊缝尺寸前提下，第一盖体1及第二盖体2通过液压装置压紧超导缆3，通过第一盖体1的凸台8及第二盖体2凹槽9起到限位作用，在装配时保证了内部接头纵向坡口的焊接间隙及内部接头内部超导缆3的应有的孔隙率。在焊接时，第一盖体1凸台8及第二盖体2凹槽9结构的限位作用，有效的减少了纵向缝的横向收缩，从而避免因纵向缝焊接完成后焊接内应力引起盒盖向超导缆3方向收缩而损伤超导缆3。
30.更具体的，如图2、5所示，所述凸台8和所述凹槽9为全熔透连接。全熔透是指熔敷金属与板厚相同，从而达到无虚焊，假焊，无砂眼等违规焊接操作，保证焊接质量。
31.本技术的一些实施例中，如图1-4所示，所述出线头4为两个，分别设于所述第一盖体1和所述第二盖体2的两端。出线头4设置为两个，分别设置在超导缆3两侧，以起到连接和加强的作用。
32.本技术的一些实施例中，如图4、6所示，所述环槽6和所述卡块7为全熔透连接。环槽6与卡块7同样采用全熔透连接的方式，保证焊接质量。
33.本技术的一些实施例中，如图4、6所示，所述环槽6的深度为7mm～10mm，所述卡块7的高度为5mm～9.5mm。卡块7插入凹槽9内部，以便于内部接头安装，同时避免焊接高温影响内部的超导缆3。
34.具体的，如图4、6所示，所述环槽6的内侧端部与所述卡块7的端部间距2.5mm～4.5mm。该间隙使得第一盖体1和第二盖体2更轻松的安装，也使得环向焊缝的焊接间隙有一定的调整空间。同时，该间隙提供了环向缝焊接的焊接变形的轴向收缩余量，避免因环向缝焊接内应力引起的轴向收缩导致环向缝及附近的铠甲材料因轴向收缩引起径向突起挤压内部超导缆3。
35.综上，本技术的超导磁体内部接头，超导缆3设置在第一盖体1和第二盖体2中，起到固定超导缆3的作用，第一盖体1和第二盖体2的端部配合形成环槽6，与出线头4端部的卡块7配合焊接连接，使得出线头4、第一盖体1和第二盖体2的连接更加牢固，区别于现有的纵向焊缝，整体结构简单，设计合理，提高了工作效率。在内部接头加工时，出线头4的卡块7插入环槽6内，以便于内部接头安装，由于卡块7与环槽6需要焊接连接，因此出线头4的卡块7可以作为环向坡口焊接时的衬垫，保证了环向焊缝的焊接质量，同时降低了对焊工的焊接技能要求。进一步的，环形的卡块7和环槽6在焊接时起绝热作用，卡块7作为焊接衬垫，避免了焊缝熔池与超导缆3直接接触，在合适的焊接工艺下，可以保证焊接时超导缆3不会因焊
接时温度过高而损害。
36.以上仅是本技术的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本技术的保护范围。

技术特征：
1.一种超导磁体内部接头，其特征在于，包括：第一盖体(1)、第二盖体(2)、超导缆(3)和出线头(4)，所述第一盖体(1)和所述第二盖体(2)配合连接以形成供所述超导缆(3)穿过的容置空间(5)，所述出线头(4)设于所述第一盖体(1)和所述第二盖体(2)的端部，并套设于所述超导缆(3)的外周，其中，所述第一盖体(1)和第二盖体(2)的端部开设有环槽(6)，所述出线头(4)设有卡块(7)，所述卡块(7)插入所述环槽(6)中并与所述环槽(6)配合焊接连接。2.根据权利要求1所述的超导磁体内部接头，其特征在于，所述第一盖体(1)的两侧设有凸台(8)，所述第二盖体(2)的两侧对应位置设有与所述凸台(8)配合固定连接的凹槽(9)。3.根据权利要求2所述的超导磁体内部接头，其特征在于，所述凸台(8)和所述凹槽(9)焊接连接。4.根据权利要求3所述的超导磁体内部接头，其特征在于，所述凸台(8)和所述凹槽(9)为全熔透连接。5.根据权利要求1所述的超导磁体内部接头，其特征在于，所述出线头(4)为两个，分别设于所述第一盖体(1)和所述第二盖体(2)的两端。6.根据权利要求1所述的超导磁体内部接头，其特征在于，所述环槽(6)和所述卡块(7)为全熔透连接。7.根据权利要求1所述的超导磁体内部接头，其特征在于，所述环槽(6)的深度为7mm～10mm，所述卡块(7)的高度为5mm～9.5mm。8.根据权利要求7所述的超导磁体内部接头，其特征在于，所述环槽(6)的内侧端部与所述卡块(7)的端部间距2.5mm～4.5mm。

技术总结
本实用新型涉及核聚变装置焊接技术领域，公开了一种超导磁体内部接头，其包括第一盖体、第二盖体、超导缆和出线头，第一盖体和第二盖体配合连接以形成供超导缆穿过的容置空间，出线头设于第一盖体和第二盖体的端部，并套设于超导缆的外周，其中，第一盖体和第二盖体的端部开设有环槽，出线头设有卡块，卡块插入环槽中并与环槽配合焊接连接。本实用新型的有益效果为：出线头、第一盖体和第二盖体的连接更加牢固，区别于现有的纵向焊缝，整体结构简单，设计合理，提高了工作效率。提高了工作效率。提高了工作效率。


技术研发人员：张梦缘 胡兵 莫超 程凤 刘宜东 朱红刚 沈光 陆坤
受保护的技术使用者：中国科学院合肥物质科学研究院
技术研发日：2023.03.01
技术公布日：2023/8/8