[发明专利]一种ReBCO高温超导带材CICC导体及其制造方法

权利要求书

1.一种ReBCO高温超导带材CICC导体，其特征在于：

所述CICC导体包括各向同性ReBCO超导电缆、电缆保护层以及金属护套；

所述的ReBCO超导电缆由多组二级超导电缆围绕一个中心冷却管扭绞而成；所述二级超导电缆由三根一级超导电缆相互扭绞而成，在电缆的外侧采用金属带材进行花包处理，所述一级超导电缆由多根1-5mm宽的ReBCO超导带材围绕直径为1.5-7mm的圆形铜丝或铝丝螺旋绕制而成，在绕制的ReBCO超导带材的外侧采用花包或叠包的电金属带材进行机械防护以及失超防护；

所述的中心冷却管为圆形截面；由带孔圆管或者带缝隙的螺旋管组成，用于流通冷却介质，使得超导电缆能够运行在需求的温度环境下；

在所述ReBCO超导电缆外面包裹有电缆保护层；所述的电缆保护层采用金属管材或叠包的金属带材构成；在所述电缆保护层外面包裹有金属护套，所述的金属护套根据具体运行环境需求采用外方内圆或者圆形金属管。

2.根据权利要求1所述的一种ReBCO高温超导带材CICC导体，其特征在于，所述各向同性CICC导体外形为圆截面或者方形截面。

3.根据权利要求1所述的一种ReBCO高温超导带材CICC导体，其特征在于，所述的ReBCO超导电缆由6组各向同性的二级超导电缆围绕一个中心冷却管扭绞而成。

4.一种根据权利要求1-3之一的ReBCO高温超导带材CICC导体的制造方法，其特征在于，具体包括如下步骤：

步骤1：制造一级超导电缆，具体包括：采用宽度为1-5mm宽的ReBCO超导带材围绕直径为1.5-7mm的高导电铜或者铝丝螺旋绕制，单层ReBCO超导带材绕制数量根据所采用的带材宽度和铜或者铝丝的直径而定，需满足铜或铝的周长大于多个带材的宽度和；在ReBCO超导带材绕制完成后采用厚度为0.05-0.5mm的铜带进行花包或者叠包绕制，花包率控制在30％-70％，叠包率大于30％，最终厚度控制在3mm以内；

步骤2：制造超导电缆：根据超导电缆的具体结构设计进行超导电缆的绞制，根据具体的导体载流要求，选择由6个二级超导电缆与1个中心冷却管绞制而成，绞制过程中张力不超过200N，扭绞节距Lp大于400mm；所述二级超导电缆由3个一级超导电缆绞制而成，绕制节距控制大于100mm，绞制张力不超过100N，外侧采用厚度为0.01-0.5mm铜带或者不锈钢带材进行花包绕制，花包率控制在30％-70％，且最终厚度控制在3mm以内；

步骤3：制造超导电缆保护层：超导电缆保护层选择铜管或者叠包的钢带，如果选用铜管要求装配间隙控制在2-5mm，如果选用叠包的钢带，要求叠包率大于30％，铜管或叠包厚度控制在0.5-5mm；

步骤4：连接金属套管：根据具体CICC导体长度要求准备金属套管，根据CICC导体具体结构设计，金属套管采用圆形或外方内圆形无缝不锈钢管，对于长度要求大于8m的CICC导体，金属套管采用氩弧焊方式进行连接至要求长度；

步骤5：导体装配：将带有保护层的超导电缆穿入金属护套中，为控制装配过程中的拉力不超过70kN，选择间隙装配，且间隙控制在1-5mm；

步骤6：导体挤压成型：根据步骤3和步骤5中的装配间隙计算需求的挤压变形量，使得导体内部的空隙率大于20％，以确保超导电缆的冷却效果；随后，进行辊压变形的方式，以使得单组变形量小于0.5％。

5.根据权利要求4所述的一种ReBCO高温超导带材CICC导体的制造方法，其特征在于：

金属护套的冷变形量控制在8％以内，对于大长度50m的导体，收绕成螺旋状，层与层紧密接触，收绕半径不小于2m。