Численный анализ влияния радиационных дефектов на транспортные характеристики сверхпроводящего CORC-кабеля
- Авторы: Михайлова И.К.1, Мартиросян И.В.1, Руднев И.А.1, Покровский С.В.1
-
Учреждения:
- Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»
- Выпуск: Том 9, № 4 (2023)
- Страницы: 72-85
- Раздел: Оригинальные статьи
- URL: https://bakhtiniada.ru/transj/article/view/249977
- DOI: https://doi.org/10.17816/transsyst20239472-85
- ID: 249977
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Цель: разработка расчетной модели, расчет и анализ тепловых потерь сверхпроводящего CORC-кабеля на основе стандартных ВТСП-лент и облученных ВТСП-лент в режимах циклической нагрузки, характерных для индукционного накопителя энергии.
Материалы и методы: в качестве образца рассматривается CORC-кабель на основе промышленных оригинальных ВТСП лент и ВТСП с дефектами от радиационного облучения, для описания электромагнитных и тепловых характеристик системы применяются методы макроэлектродинамики, основы прикладной сверхпроводимости, метод конечных элементов, расчет реализован в программе мультифизического моделирования COMSOL Multiphysics.
Результаты: разработана модель, определен оптимальный режим охлаждения в 5 циклах нагрузки, показано, что наличие искусственных центров пиннинга позволяет существенно улучшить тепловую стабилизацию системы и при рассмотренных схемах охлаждения приводит к снижению тепловых потерь.
Заключение: результаты могут быть использованы при разработке индукционного накопителя энергии на основе высокотемпературных сверхпроводящих композитов (ВТСП).
Полный текст
Открыть статью на сайте журналаОб авторах
Ирина Константиновна Михайлова
Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»
Автор, ответственный за переписку.
Email: ikmikhailova@mephi.ru
ORCID iD: 0000-0002-3222-678X
магистр, инженер-исследователь
Россия, МоскваИрина Валерьевна Мартиросян
Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»
Email: mephizic@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-2301-1768
кандидат физико-математических наук
Россия, МоскваИгорь Анатольевич Руднев
Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»
Email: iarudnev@mephi.ru
ORCID iD: 0000-0002-5438-2548
доктор физико-математических наук, профессор
Россия, МоскваСергей Владимирович Покровский
Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»
Email: sergeypokrovskii@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-3137-4289
кандидат физико-математических наук
Россия, МоскваСписок литературы
- Mukherjee P, Poulomi, Rao VV. Design and development of high temperature superconducting magnetic energy storage for power applications-A review. Physica C: Superconductivity and its applications. 2019;563:67-73. doi: 10.1016/j.physc.2019.05.001
- Zhu J, Qiu M, Wei B, et al. Design, dynamic simulation and construction of a hybrid HTS SMES (high-temperature superconducting magnetic energy storage systems) for Chinese power grid. Energy. 2013;51:184-192. doi: 10.1016/j.energy.2012.09.044
- Uglietti D. A review of commercial high temperature superconducting materials for large magnets: from wires and tapes to cables and conductors. Superconductor Science and Technology. 2019;32(5):053001. doi: 10.1088/1361-6668/ab06a2
- Wang X, Sheng J, Li XF, et al. Study on field-based superconducting cable for magnetic energy storage devices. Journal of Energy Storage. 2023;58:106386. doi: 10.1016/j.est.2022.106386
- Van Der Laan DC, McRae DM, Weiss JD. Effect of transverse compressive monotonic and cyclic loading on the performance of superconducting CORC® cables and wires. Superconductor Science and Technology. 2018;32(1):015002. doi: 10.1088/1361-6668/aae8bf
- Liu L, Liu J, Zhai P, et al. The variation of pinning efficiency in YBCO films containing columnar defects. Physica C: Superconductivity and its Applications. 2022;592:1354000. doi: 10.1016/j.physc.2021.1354000
- Lu J, Choi ES, Zhou HD. Physical properties of Hastelloy® C-276™ at cryogenic temperatures. Journal of applied physics. 2008;103:6. doi: 10.1063/1.2899058
- Shen B, Grilli F, Coombs T. Overview of H-formulation: A versatile tool for modeling electromagnetics in high-temperature superconductor applications. IEEE access. 2020;8:100403-100414. doi: 10.1109/ACCESS.2020.2996177
- Chudy M, Zhong Z, Eisterer M, et al. n-Values of commercial YBCO tapes before and after irradiation by fast neutrons. Superconductor Science and Technology. 2015;28(3):035008. doi: 10.1088/0953-2048/28/3/035008
- Attanasio C, Salvato M, Ciancio R, et al. Pinning energy and irreversibility line in superconducting GdSr2RuCu2O8. Physica C: Superconductivity and its applications. 2004;411(3-4):126-135. doi: 10.1016/j.physc.2004.07.004
- Umezawa A, Crabtree GW, Liu JZ, et al. Anisotropy of the Lower Critical Field in YBa 2 Cu 3 O 7-δ. High-T c Superconductors. 1988;253-259. doi: 10.1007/978-1-4899-0846-9_33
- Kirk M. Structure and flux pinning properties of irradiation defects in YBa2Cu3O7-x. Cryogenics. 1993;33(3):235-242. doi: 10.1016/0011-2275(93)90037-O
- Crabtree GW, Kwok WK, Welp U, et al. Anisotropic twin boundary pinning in YBa2Cu3Ox. Physica C: Superconductivity. 1991;185:282-287. doi: 10.1016/0921-4534(91)91986-E
- Hasan MK, Shobaki J, Al-Omari, et al. The rotational magnetic process and effects of-irradiation on vortex flux pinning in Tl-2223 at low temperatures. Superconductor Science and Technology. 1999;12(9):606. doi: 10.1088/0953-2048/12/9/306
- Civale L, Marwick AD, Worthington TK, et al. Vortex confinement by columnar defects in YBa 2 Cu 3 O 7 crystals: Enhanced pinning at high fields and temperatures. Physical Review Letters. 1991;67(5):648. doi: 10.1103/PhysRevLett.67.648
Дополнительные файлы
