專利名稱：一種用于核聚變磁鐵線圈的異型截面空心銅管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電機(jī)線圈領(lǐng)域，尤其涉及一種用于核聚變磁鐵線圈的異型截面空心銅管。
背景技術(shù)：
核聚變因其不會(huì)帶來放射性污染等環(huán)境問題，而且其原料直接取自海水中富有的氘、氚，因此是理想的能源供給方式。核聚變發(fā)電機(jī)組中的巨型發(fā)電機(jī)，必須具有高效的冷卻系統(tǒng)，以維持正常的發(fā)電作業(yè)。冷卻介質(zhì)和方式直接影響發(fā)電機(jī)的發(fā)電能力，目前所用的冷卻方法主要有空氣冷卻、氫氣冷卻和水冷卻。空氣冷卻效能最低，氫氣冷卻比空氣冷卻效能要高3 4倍，由于水的熱容量大、導(dǎo)熱和散熱能力強(qiáng)，因此水冷效果最好，比空氣冷卻效能高40 50倍。因此在核聚變發(fā)電機(jī)組中優(yōu)選水冷卻系統(tǒng)來保證發(fā)電機(jī)組的正常運(yùn)行。目前很多水冷發(fā)電機(jī)系統(tǒng)中，采用的磁鐵線圈導(dǎo)線管均為方形截面外方內(nèi)方的空心結(jié)構(gòu)，且內(nèi)表面粗糙。其尺寸偏差大，導(dǎo)電面積小，在發(fā)電機(jī)組功率相同的條件下線圈耗材量大，裝機(jī)后機(jī)組體積龐大，且方形內(nèi)孔降低了冷卻水的流速，冷卻水在導(dǎo)管中易結(jié)水垢，造成冷卻效率低下，大大降低發(fā)電能力并常導(dǎo)致發(fā)電機(jī)故障，因此需要開發(fā)出一種新型的適用于核聚變發(fā)電機(jī)組的磁鐵線圈導(dǎo)線管。為解決現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本單位在現(xiàn)有技術(shù)基礎(chǔ)上，開發(fā)出了一套成熟的制作異型截面空心銅管的技術(shù)，主要步驟包括:選擇管坯，對(duì)確定好的管坯進(jìn)行熔鑄、擠壓、以及拉伸后形成圓管坯，對(duì)成型的管坯進(jìn)行軋制處理，對(duì)軋制好的管坯進(jìn)行退火處理，將退火處理好的管坯進(jìn)行過渡拉伸，對(duì)過渡拉伸好的管坯再進(jìn)行拉伸，最后形成成品。中國發(fā)明專利申請(qǐng)，申請(qǐng)?zhí)?007100397891，發(fā)明名稱“空心銅導(dǎo)線管”，詳細(xì)介紹了本實(shí)用新型的生產(chǎn)方法。本實(shí)用新型是在前述發(fā)明專利申請(qǐng)基礎(chǔ)上的進(jìn)一步改進(jìn)，本實(shí)用新型所公開的異型截面空心銅管，具有成品率高，產(chǎn)品機(jī)械強(qiáng)度大，生產(chǎn)工藝穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)，且特別適用于組裝核聚變磁鐵線圈。

實(shí)用新型內(nèi)容有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本實(shí)用新型提供一種用于核聚變磁鐵線圈的異型截面空心銅管。本實(shí)用新型解決上述問題所采用的技術(shù)方案是:提供一種異型截面空心銅管，其橫截面為圓角矩形，內(nèi)孔為圓形，所述異型截面空心銅管矩形短邊長度B與圓角曲率半徑r比為1:0.7 0.8，所述異型截面空心銅管的內(nèi)孔表面粗糙度Ra < 1.6 μ m，優(yōu)選的，內(nèi)孔表面粗糙度Ra < 0.8 μ m，所述異型截面空心銅管的圓形內(nèi)孔直徑D與矩形短邊長度B比為1: 1.5 3，優(yōu)選的橫截面圓形內(nèi)孔直徑與矩形短邊長度比為1:1.8 2.5，更優(yōu)選的，所述圓形內(nèi)孔直徑D與矩形短邊長度B比為1:2 2.5，最優(yōu)選的橫截面圓形內(nèi)孔直徑與矩形短邊長度比為1:2?，F(xiàn)有技術(shù)中，用于水冷發(fā)電機(jī)的磁鐵線圈導(dǎo)線管均為方形截面內(nèi)方外方的空心結(jié)構(gòu)，相比現(xiàn)有技術(shù)，采用本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)的異型截面空心銅管，具有導(dǎo)線截面積大、高導(dǎo)電等特點(diǎn)。當(dāng)其用于組裝核聚變磁鐵線圈時(shí)，能夠減少機(jī)組裝機(jī)體積，節(jié)省金屬材料。矩形的外形使安裝機(jī)組更加簡單，且能夠有效貼合機(jī)組，增加銅管與機(jī)體的接觸面積，長邊壁較薄增加了導(dǎo)熱效率，提高了冷卻效果，短邊臂較厚提高了銅管抗拉伸能力，增強(qiáng)了機(jī)械強(qiáng)度，同時(shí)使導(dǎo)電面積有所增加。圓形光滑的內(nèi)孔使冷卻水的流動(dòng)更加快速，能夠顯著提高冷卻效率，并且圓形光滑的內(nèi)表面不易結(jié)垢，使機(jī)組工作狀況得到改善，顯著延長使用壽命。本實(shí)用新型解決了現(xiàn)工藝中采用的線圈材料內(nèi)孔為矩形或方形，使線圈耗材大，機(jī)組體積龐大，線圈冷卻效果差，最終造成機(jī)組使用壽命短的技術(shù)問題，具有節(jié)省金屬材料，機(jī)組壽命長等優(yōu)點(diǎn)，提高了本實(shí)用新型使用的可靠性和穩(wěn)定性。上述異型截面空心銅管，成品矩形短邊長度B與圓角曲率半徑r比為1:0.7 0.8范圍內(nèi)，加工工藝穩(wěn)定，成品率高。圓形內(nèi)孔直徑D與矩形短邊長度B比為1:1.5 3時(shí)，既能保證銅管的冷卻效率也能保證銅管的機(jī)械強(qiáng)度，優(yōu)選橫截面圓形內(nèi)孔直徑與矩形短邊長度比為1:2時(shí)，最易加工。內(nèi)孔表面粗糙度Ra < 1.6μπι即可滿足實(shí)際使用的要求，冷卻水可以達(dá)到較高的流速，且不易結(jié)水垢，同時(shí)成品率較高生產(chǎn)成本較低，若需要進(jìn)一步提高冷卻效率可以將內(nèi)孔表面粗糙度Ra降至0.8 μ m以下，已達(dá)到更好的應(yīng)用效果。以下將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的構(gòu)思、具體結(jié)構(gòu)及其產(chǎn)生技術(shù)效果作進(jìn)一步說明，以充分地了解本實(shí)用新型的目的、特征和效果。

圖1是本實(shí)用新型一個(gè)具體實(shí)施例成品的截面圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
，對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步描述。實(shí)施例1如圖1所示的一種異型截面空心銅管，其橫截面為圓角矩形，內(nèi)孔為圓形，矩形長邊長度為A，短邊長度為B，圓形內(nèi)孔直徑為D，圓角曲率半徑為r，長邊壁厚度為SI，短邊壁厚度為S2，對(duì)角線壁厚為Sd。長邊壁厚SI小于短邊壁厚S2。矩形短邊長度B與圓角曲率半徑r比為1:0.7，內(nèi)孔表面粗糙度Ra為1.5 μ m，圓形內(nèi)孔直徑D與矩形短邊長度B比為1:2。本實(shí)施例所示的異型截面空心銅管，橫截面為圓角矩形，內(nèi)孔為圓形，具有導(dǎo)線截面積大、高導(dǎo)電等特點(diǎn)。當(dāng)其用于組裝核聚變磁鐵線圈時(shí)，能夠減少機(jī)組裝機(jī)體積，節(jié)省金屬材料。矩形的外形使安裝機(jī)組更加簡單，且能夠有效貼合機(jī)組，增加銅管與機(jī)體的接觸面積，長邊壁較薄增加了導(dǎo)熱效率，提高了冷卻效果，短邊臂較厚提高了銅管抗拉伸能力，增強(qiáng)了機(jī)械強(qiáng)度，同時(shí)使導(dǎo)電面積有所增加。圓形光滑的內(nèi)孔使冷卻水的流動(dòng)更加快速，能夠顯著提高冷卻效率，并且圓形光滑的內(nèi)表面不易結(jié)垢，使機(jī)組工作狀況得到改善，顯著延長使用壽命。[0021]上述異型截面空心銅管，成品矩形短邊長度B與圓角曲率半徑r比為1:0.7，在此比例下加工工藝穩(wěn)定，成品率高。圓形內(nèi)孔直徑D與矩形短邊長度B比為1:2時(shí)，既能保證銅管的冷卻效率也能保證銅管的機(jī)械強(qiáng)度，且易于加工。內(nèi)孔表面粗糙度Ra為1.5 μ m，冷卻水在內(nèi)孔中可以達(dá)到較高的流速，且不易結(jié)水垢，同時(shí)成品率較高生產(chǎn)成本較低。以上詳細(xì)描述了本實(shí)用新型的較佳具體實(shí)施例，本實(shí)用新型還允許有其它結(jié)構(gòu)變化，如橫截面圓形內(nèi)孔直徑與矩形短邊長度比1: 1.5 3范圍內(nèi)，均能達(dá)到本實(shí)用新型的效果ο
權(quán)利要求1.一種用于核聚變磁鐵線圈的異型截面空心銅管，其特征在于，空心銅管橫截面為圓角矩形，內(nèi)孔為圓形，矩形短邊長度B與圓角曲率半徑r比為1: 0.7 0.8，圓形內(nèi)孔直徑D與矩形短邊長度B比為1: 1.5 3。
2.如權(quán)利要求1所述的異型截面空心銅管，其特征在于，所述圓形內(nèi)孔直徑D與矩形短邊長度B比為1: 2 2.5，內(nèi)孔表面粗糙度Ra < 1.6 μ m。
3.如權(quán)利要求1或2所述的異型截面空心銅管，其特征在于，所述空心銅管長邊壁厚SI小于短邊壁厚S2。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種用于核聚變磁鐵線圈的異型截面空心銅管，其橫截面為圓角矩形，內(nèi)孔為圓形，具有截面面積大、高導(dǎo)電、機(jī)械強(qiáng)度高等特點(diǎn)，且成品率高，生產(chǎn)工藝穩(wěn)定。作為核聚變磁鐵線圈所使用的重要配件，本實(shí)用新型采用的形狀結(jié)構(gòu)在保證異型截面面積基礎(chǔ)上，能夠減少機(jī)組裝機(jī)體積，節(jié)省金屬材料。矩形的外形能夠有效貼合機(jī)組，增加銅管與機(jī)體的接觸面積，提高冷卻效果，并且也使安裝機(jī)組更加簡單。圓形的內(nèi)孔使冷卻水的流動(dòng)更加快速，顯著提高冷卻效率，并且圓形光滑的內(nèi)孔不易結(jié)垢，使機(jī)組工作狀況得到改善，延長使用壽命。
文檔編號(hào)H01B5/06GK203165490SQ20122067709
公開日2013年8月28日 申請(qǐng)日期2012年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月10日
發(fā)明者徐勇, 張家平, 袁頻頻 申請(qǐng)人:上海飛輪有色新材料股份有限公司, 上海飛輪實(shí)業(yè)有限公司