Разработка сверхпроводящих магнитных систем индуктивных накопителей энергии и термоядерных установок тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.13, доктор технических наук Егоров, Сергей Александрович

• Егоров, Сергей Александрович
• доктор технических наук
• 2006

Оглавление диссертации доктор технических наук Егоров, Сергей Александрович

Введение

Глава 1. Состояние разработок и проблемы создания сверхпроводящих индуктивных накопителей энергии (СПИН) и электромагнитных систем (ЭМС) термоядерных реакторов-токамаков

1.1. Развитие работ по созданию сверхпроводящих токамаков

1.2. Инженерные проблемы создания сверхпроводящих ЭМС токамаков следующего поколения

1.3. Возможности индуктивного метода накопления и преобразования энергии. Общие конструктивные черты СПИН различных типов

1.4. Основные конструктивные типы СПИН

1.4.1. СПИН для импульсных систем питания электрофизических установок

1.4.2. «Микро»-СПИН для применения в электроэнергетических сетях

1.4.3. Сетевые регуляторы мощности (СРМ) на основе СПИН среднего класса энергоемкостью 107- Ю10 Дж

1.4.4. Аккумулирующие электростанции (Ак Эс) на основе СПИН

Глава 2. Расчетные и экспериментальные исследования в обоснование выбора конструкции обмоточных сверхпроводников для СПИН и токамаков

2.1. Разработка методов расчета потерь энергии для применения при оптимизации конструкции обмоточных сверхпроводников

2.1.1. Принцип расчета кооперативных токов и потерь энергии в обмоточных сверхпроводниках на основе решения краевой задачи для металлокомпозиций

2.1.2. Анализ кооперативных потерь энергии и оптимизация конструкции сверхпроводящих многоволоконных проводов (СМП) и обмоточных кабелей

2.2. Расчетные и экспериментальные исследования некоторых аспектов стабилизации обмоточных сверхпроводников для СПИН и токамаков

2.2.1. Эмпирический метод расчета запаса стабильности сверхпроводников типа "кабель-в-оболочке" при равномерном распределении тока по жилам кабеля

2.2.2. Экспериментальные исследования деформации кабеля под действием пондеромоторных сил, потерь энергии на механический гистерезис и оценка уровня тепловых возмущений механической природы в обмоточных сверхпроводниках типа «кабель-в-оболочке»

2.2.3. Исследования по предотвращению деградации ЭМС с нестационарными магнитными полями, обусловленной неравномерностью распределения тока по жилам и субкабелям сверхпроводящего обмоточного кабеля

Глава 3. Разработка и создание сверхпроводящих компаундированных соленоидов с нестационарными магнитными полями, компонентов тепловой и электрической изоляции и высоковольтных криогенных токовводов для ЭМС СПИН и токамаков

3.1. Разработка компаундированных сверхпроводящих соленоидов с рабочей скоростью изменения магнитной индукции 1-2 Тл/с

3.2. Сверхпроводящая зарядная катушка плазмофизической установки LDX

3.3. Разработка высоковольтных криогенных токовводов для СПИН и ЭМС токамаков

3.4. Разработка компонентов тепловой и электрической изоляции ЭМС СПИН и токамаков

Глава 4. Разработка, изготовление и испытания модельной катушки-вставки с проводником тороидальной обмотки (КВПТО) ИТЭР

4.1. Международная Программа по созданию и испытаниям модельных катушек ИТЭР

4.2. Конструкция и изготовление КВПТО

4.3. Испытания КВПТО на международном стенде ИТЭР в Японии

4.4. Постиспытательные исследования состояния КВГГГО

Глава 5. Расчет и оптимизация магнитных систем сверхпроводящих индуктивных накопителей энергии

5.1. Вводные замечания

5.2. Принципы построения математической модели и решения задач на оптимизацию СПИН

5.2.1. Способ описания геометрической формы (конфигурации) и распределения токов обмотки СПИН

5.2.2. Вывод расчетных соотношений в общем виде. Основные и дополнительные ограничения

5.2.3. Применяемый метод решения экстремальных задач

5.2.4. Анализ общих закономерностей влияния конфигурации обмотки на технико-экономические характеристики СПИН в отсутствие дополнительных ограничений

5.2.5. Расчет и оптимизация СПИН при наличии дополнительных ограничений

5.3. Примеры решения конкретных задач на оптимизацию СПИН без дополнительных ограничений на габаритные размеры обмотки

5.4. Магнитные системы СПИН без внешних магнитных полей, допускающих транспортировку автомобильным и железнодорожным транспортом

5.4.1. Общие замечания

5.4.2. «Аксиально-вытянутые» тороиды с дополнительными секциями

5.4.3. Расчет и оптимизация систем активно экранированных коаксиальных круговых катушек

5.5. Технико-экономический анализ вариантов построения МС СПИН энергоёмкостью 30-1500 МДж для применения в электроэнергетических сетях

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка сверхпроводящих магнитных систем индуктивных накопителей энергии и термоядерных установок»

Актуальность работы. Сверхпроводящие электромагнитные системы (ЭМС) термоядерных реакторов-токамаков и сверхпроводящие индуктивные накопители энергии (СПИН) являются двумя родственными направлениями крупномасштабного применения сверхпроводниковых технологий в электроэнергетике, дальнейшее развитие которых во многом определит облик энергетики будущего в сферах генерации и управления потоками электроэнергии.

Ключевым этапом на пути освоения термоядерной энергетики явится создание Международного экспериментального реактора-токамака ИТЭР, к строительству которого в рамках межправительственных соглашений в 2007 г. приступают ведущие научные и промышленные организации из стран Европейского сообщества, Японии, России, США, Китая и Южной Кореи. В ИТЭР, как и в реакторах для промышленных электростанций, формирование и магнитное удержание термоядерной плазмы обеспечивает магнитное поле с индукцией до 13 Тл, генерируемое ЭМС. Все обмотки ЭМС ИТЭР для снижения омических потерь энергии необходимо должны быть сверхпроводящими и способными работать под воздействием нестационарного магнитного поля, изменяющегося во времени со скоростью до 0,5-1 Тл/с. В связи с этим конструкция ЭМС ИТЭР учитывает как опыт создания первого в мире сверхпроводящего токамака Т-7, разработанного в РНЦ «КИ», и последовавшего за ним сверхпроводящего токамака Т-15, так и опыт предшествующих разработок СПИН с малыми потерями энергии при быстром изменении магнитного поля.

Создание сильного магнитного поля с помощью электромагнита или накопление в нем энергии неразрывно связано с необходимостью восприятия пондеромоторных сил, действующих на обмоточные проводники. Для сверхпроводящих ЭМС восприятие этих сил осложняется малой теплоемкостью конструкционных материалов при низких температурах. Тепловые возмущения плотностью даже в несколько мДж/см3 способны вызвать локальный перегрев сверхпроводника выше критической температуры и переход обмотки в нормальное состояние. Разработка конструкции и технологии сверхпроводящих ЭМС с нестационарными магнитными полями и запасенной энергией в сотни и тысячи МДж, стабилизированных относительно этих возмущений, требуется как для ИТЭР, так и СПИН, способных работать в качестве регуляторов активно-реактивной мощности в электроэнергетических передающих линиях и системах для обеспечения надежного безаварийного снабжения потребителей качественной энергией, которое в условиях рыночной экономики становится все более актуальным.

Целью работы является разработка принципов построения конструкции и технологии сверхпроводящих сильноточных высоковольтных электромагнитных систем со скоростями изменения магнитного поля в обмотках до 1-2Тл/с, их экспериментальная проверка на модельных, прототипных и головных образцах и доведение до уровня, позволяющего непосредственно приступить к рабочему проектированию и сооружению ЭМС термоядерного реактора ИТЭР и СПИН для применения в электроэнергетических сетях и системах.

Для достижения поставленной цели решались следующие основные задачи:

1. Теоретические и экспериментальные исследования в обоснование мер по обеспечению стабильности обмоточных сверхпроводников для СПИН и токамаков и уменьшению выделяющихся в них кооперативных потерь энергии.

2. Разработка конструкции и технологии многоцелевых компаундированных соленоидов с нестационарными магнитными полями из сверхпроводников с внутренней стабилизацией; создание и проведение исследований головных образцов, включая ресурсные испытания.

3. Разработка и создание высоковольтных сильноточных криогенных токовводов и компонентов системы электроизоляции для СПИН и токамаков.

4. Проведение НИОКР по разработке и экспериментальной проверке конструкционных решений и технологий сверхпроводящих ЭМС, закладываемых в проект ИТЭР, в части создания и испытаний модельной катушки-вставки с проводником тороидальной обмотки (КВПТО) ИТЭР.

5. Расчетно-теоретические исследования по определению конфигураций ЭМС, обеспечивающих минимальность суммарных капитальных затрат на сооружение СПИН как комплексного устройства, включая стоимость ЭМС, криостата и системы криообеспечения.

6. Разработка принципов построения и конфигурации СПИН для сетевых регуляторов активно-реактивной мощности энергоемкостью 30-1500 МДж и мощностью 10-120 МВт.

Научная новизна и положения, выносимые на защиту:

1. Впервые предложен принцип расчета распределения электрического поля и плотности токов в обмоточных сверхпроводниках, исходя из условий для напряженности электрического поля на границах сверхпроводник-матрица при предельном переходе к бесконечно тонким сверхпроводящим волокнам, с применением которого (а) впервые получено строгое (самосогласованное) решение задачи о потерях энергии в сверхпроводящих многоволоконных проводах (СМП) при переходе части волокон в резистивное состояние; (б) разработаны методы практического расчета потерь энергии в СМП с многослойной матрицей и проведен количественный анализ эффективности применения резистивных барьеров для снижения потерь энергии; (в) теоретически предсказано и экспериментально подтверждено влияние направлений и шагов скрутки на величину кооперативных потерь энергии в сверхпроводящих пропаянных кабелях.

2. Предложены принципы устранения деградации сверхпроводящих обмоток из-за неравномерности распределения токов по элементам обмоточных кабелей, разработаны расчетные методы и стендовая установка для испытаний пилотных образцов обмоточных сверхпроводников с целью выявления и предотвращения деградации ещё на стадии проектирования обмоток.

3. Выявлена причина и устранена деградация сверхпроводящих обмоточных кабелей с электрически изолированными друг от друга жилами; разработана конструкция и технология компаундированных обмоток СПИН, сохраняющих сверхпроводимость при скоростях изменения магнитного поля 1-2 Тл/с и отличающихся минимальностью кооперативных потерь энергии в обмоточных кабелях.

4. Разработаны принципы построения конструкции и создан головной опытно-промышленный образец многоцелевого сверхпроводящего компаундированного соленоида с нестационарным магнитным полем и запасом энергии 12МДж, который по совокупности конструктивных признаков может быть отнесен к новому типу.

5. Впервые предложен и реализован при испытаниях проводника СПИН на 100 МДж метод исследования механического поведения сверхпроводящего кабеля внутри оболочки путем измерения распределения напряженности электрического поля на поверхности оболочки при приложении треугольных импульсов поперечного магнитного поля, позволяющий уточнить требования к необходимому запасу стабильности кабеля относительно тепловых возмущений, обусловленных механическими движениями жил кабеля.

6. Проведено исследование по выбору конструкции теплообменников токоведущих частей, разработан новый тип проходных изоляторов с газонаполненными электроизоляционными промежутками и освоен опытно-промышленный выпуск криогенных высоковольтных токовводов на ток 2-80 кА рабочее напряжение до 30 кВ для СПИН и токамаков.

7. Реализован как часть программы НИОКР в обоснование проектирования международного токамака ИТЭР проект Модельной катушки-вставки с проводником тороидальной обмотки (КВПТО) ИТЭР, в ходе выполнения которого получили экспериментальную проверку принципы построения конструкции и новые технологии, закладываемые в проект ЭМС ИТЭР.

8. Разработана методика оптимизации конфигурации обмоток для обеспечения наилучших технико-экономических характеристик СПИН как комплексных устройств с учетом и без учета ограничения на диаметр витков по условиям заводского изготовления и/или транспортировки СПИН, с применением которой обоснована концепция типового ряда СПИН для применения в электроэнергетических сетях, предусматривающая создание унифицированного многофункционального модуля СПИН энергоемкостью 30-60 МДж и составление СПИН энергоемкостью до 1500 МДж из таких типовых модулей. Впервые предложены и проанализированы специальные типы обмоток для применения в транспортабельных СПИН без внешних магнитных полей в виде системы коаксиальных цилиндрических катушек с полной активной экранировкой наружного поля и «вытянутых» D-образных тороидальных катушек с дополнительными вложенными секциями.

Практическая ценность диссертационной работы. Результаты проведенных НИР и ОКР дают возможность приступить к участию в рабочем проектировании и сооружении ЭМС международного токамака ИТЭР, а также СПИН энергоемкостью вплоть до 1500 МДж для применения в электроэнергетических сетях и системах. Разработанные конструкции и технологии сверхпроводящих соленоидов с нестационарными магнитными полями, криогенные токовводы и технологическое оборудование пригодны для применения при создании широкого класса ЭМС других назначений с магнитными полями до 13 Тл в апертуре до 1 м на рабочий ток 2-80 кА и напряжение до 30 кВ.

Апробация результатов и публикации. Основные результаты диссертации докладывались на I-VII международных конференциях по инженерным проблемам термоядерных реакторов (ИГТГР) в период с 1974 по 2002 гг.; по магнитной технологии (МТ-12, 1991 г., в СССР; МТ-15, 1997 г. в Китае; МТ-16, 1999 г., в США; МТ-17, 2000 г., в Швейцарии); по Проблемам прикладной сверхпроводимости (ASC-2002 и ASC-2004, в США); на технических совещаниях Международных рабочих групп ИТЭР по проводнику и модельным катушкам ИТЭР в период с 1989 по 2003 гг.; на тематической международной конференции по криогенным материалам в 1998 г. в Университете Твенте, Голландия.

Результаты диссертации опубликованы в 51 научной работе.

Заключение диссертации по теме «Электрофизика, электрофизические установки», Егоров, Сергей Александрович

Основные результаты диссертационной работы приведены в выводах, заключающих каждую главу, и могут быть кратко сформулированы следующим образом:

Впервые предложен принцип расчета распределения электрического поля и плотности токов в обмоточных сверхпроводниках, исходя из условий для напряженности электрического поля на границах сверхпроводник-матрица при предельном переходе к бесконечно тонким сверхпроводящим волокнам, с применением которого (а) впервые получено строгое (самосогласованное) решение задачи о потерях энергии в сверхпроводящих многоволоконных проводах1 (СМП) при переходе части волокон в резистивное состояние; (б) разработаны методы практического расчета потерь энергии в СМП с многослойной матрицей и проведен количественный анализ эффективности применения резистивных барьеров для снижения потерь энергии; (в) теоретически предсказано и экспериментально подтверждено влияние направлений и шагов скрутки на величину кооперативных потерь энергии в сверхпроводящих пропаянных кабелях.

Предложены принципы устранения деградации сверхпроводящих обмоток из-за неравномерности распределения токов по элементам обмоточных кабелей, разработаны расчетные методы и создана стендовая установка для ' испытаний пилотных образцов обмоточных сверхпроводников с целью выявления и предотвращения деградации ещё на стадии проектирования обмоток.

Выявлена причина и приняты меры по устранению деградации сверхпроводящих обмоточных кабелей с электрически изолированными друг от друга жилами; разработана конструкция и технология компаундированных обмоток СПИН, сохраняющих сверхпроводимость при скоростях изменения магнитного поля 1-2 Тл/с и отличающихся минимальностью кооперативных потерь энергии в обмоточных кабелях.

Разработаны принципы построения конструкции и создан головной опытнопромышленный образец многоцелевого сверхпроводящего компаундированного соленоида с нестационарным магнитным полем и запасом энергии 12;МДж, который по совокупности конструктивных признаков может быть отнесен к новому типу.

Впервые предложен и реализован при испытаниях проводника СПИН на 100 МДж метод исследования механического поведения сверхпроводящего кабеля внутри оболочки путем измерения распределения напряженности электрического поля на поверхности оболочки при приложении треугольных импульсов поперечного магнитного поля, позволяющий уточнить требования к необходимому запасу стабильности кабеля относительно тепловых возмущений, обусловленных механическими движениями жил кабеля.

Проведено исследование по выбору конструкции теплообменников токоведущих частей, разработан новый тип проходных изоляторов с газонаполненными электроизоляционными промежутками и освоен опытно-промышленный выпуск криогенных высоковольтных токовводов на ток 2-80 кА рабочее напряжение до 30 кВ для СПИН и токамаков.

Реализован как часть программы НИОКР в обоснование проектирования международного токамака ИТЭР проект Модельной катушки-вставки с проводником тороидальной обмотки (КВПТО) ИТЭР, в ходе выполнения которого получили экспериментальную проверку принципы построения конструкции и новые технологии, закладываемые в проект ЭМС ИТЭР.

Разработана методика оптимизации конфигурации обмоток для обеспечения наилучших технико-экономических характеристик СПИН как комплексных устройств с учетом и без учета ограничения на диаметр витков по условиям ^заводского изготовления и/или транспортировки СПИН, с применением которой обоснована концепция типового ряда СПИН для применения в электроэнергетических сетях, предусматривающая создание унифицированного многофункционального модуля СПИН энергоемкостью 30-60 МДж и составление СПИН энергоемкостью до 1500 МДж из таких типовых модулей. Впервые предложены и проанализированы специальные типы обмоток для применения в транспортабельных СПИН без внешних магнитных полей в виде системы коаксиальных активно экранированных цилиндрических катушек и «вытянутых» D-образных тороидальных катушек с дополнительными вложенными секциями.

Результаты проведенных НИОКР дают возможность приступить к участию в рабочем проектировании и сооружении ЭМС международного токамака ИТЭР, а также СПИН энергоемкостью вплоть до 1500 МДж для применения в электроэнергетических сетях и системах. Разработанные конструкции и технологии сверхпроводящих соленоидов с нестационарными магнитными полями, криогенные токовводы и технологическое оборудование пригодны для применения при создании широкого класса ЭМС других назначений с магнитными полями до 13 Тл в апертуре до 1 м на рабочий ток 2-80 кА и напряжение до 30 кВ.

В заключение считаю своим приятным долгом выразить глубокую признательность руководству ФГУП «Научно-исследовательский институт им. Д.В. Ефремова» в лице научного руководителя института академика РАН В.А. Глухих, генерального директора института О.Г. Филатова, зам. генерального директора института В.А. Белякова, а также заместителю директора центра УТС Н.С. Чевереву за постоянную поддержку, помощь и непосредственное участие в работе. Считаю необходимым выразить также искреннюю благодарность за творческую и плодотворную атмосферу в среде Российской научной школы технической сверхпроводимости в лице её вдохновителя и создателя чл. корр. РАН Н.А. Черноплекова. Выражаю глубокую признательность ушедшим от нас выдающимся ученым, которых считаю своими учителями, к.т.н. А.И. Костенко, к.т.н. Г.В. Трохачеву, проф. Н.А. Моносзону, к.т.н. В.В. Андрианову, к.т.н. И.А. Кирьенину, проф. В.Р. Карасику. От всего сердца благодарю за многолетнее плодотворное сотрудничество д.т.н. В.Е. Сытникова, д.т.н. А.К. Шикова, д.т.н. В.И. Панцирного, к.т.н. А.В. Тарана, к.т.н. А.В. Рычагова, д.т.н. B.C. Высоцкого, к.т.н. А.Е. Воробьеву, к.т.н. Е.А. Дергунову, к.т.н.

Г.П. Ведерникова, к.т.н. Н.С. Грязнова, коллектив НТЦ «Синтез» в лице зам. директора Ю.Н. Некрылова, В.П. Муратова, В.А. Короткова, Б.В. Люблина, Н.И. Спассковой, П.Ю. Чайки, д.ф-м.н. С.Е. Сычевского, к.т.н. А.А. Малкова, к.т.н. Э.Н. Бондарчука, д.ф-м.н. Е.А. Ламзина, д.т.н. И.В. Мазуля, Т.М. Гурьевой, коллектив отдела сверхпроводящих магнитных систем и особенно к.т.н. И.Ю. Родина, В.Е. Корсунского, Е.Р. Запретилину, В.И. Бондаренко, М.С. Астрова, В.И. Егорову, С.Б. Федотову, Г.Ю. Кардонову.

294

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Список литературы диссертационного исследования доктор технических наук Егоров, Сергей Александрович, 2006 год

1. Велихов Е.П., Глухих В.А. Импульсные источники энергии для исследовательских термоядерных установок и реакторов //Физика и техника мощных импульсных систем /Под ред. Е.П. Велихова. -М.: , Энергоатомиздат, 1987.-е. 3-20.

2. Буткевич И.К., Иванов Д.П., Кикнадзе Г.И.и др.; Под редакцией Н.А.Черноплекова.Сверхпроводящие магнитные системы для ТОКАМАКов //-М.: РНЦ "Курчатовский институт", ИздАТ, 1997. -168 е.

3. Turk В., Torossian A. Operating experience of Tore Supra Superconducting Magnets.// Presented at 15 th IEEE/NPS SOFE, Hyanis (MA , USA), Oct. 1993. -p. 6.

4. LibeyreP. et al. Conceptual Design of the ITER TF Model Coil//IEEE Transactions on Applied Superconductivity, June 1995, Vol.5, No.2. p. 2260 -2264.

5. Takahashi K, Yoshida K., Ando Т., Hiyama Т., Tsuji H., Tada E., Okuno K., Koizumi-K., Nakajima H. Experimental results of the Nb3Sn demo poloidal coil (DPC-EX). //Cryogenics, Vol. 31,No.l, 1991. -p.640-644.

6. Green B. J., Huguet M. The ItER Project: Status and prospects. I I IEEE Trans. Magn., Vol. 32, No. 4,1996. -p.2224-2229.

7. Егоров С.А. Состояние разработок сверхпроводящих индуктивных накопителей энергии. // Обзор ОБ-59, JI.: НИИЭФА, 1983. 47 с.

8. Диденко А. Сильноточные ускорители электронов. // Труды III Международной конференции по мощным электронным и ионным пучкам, Т.1, Новосибирск, 1979. -с.216-219.

9. Polulyakh Е. P., Spiridonov А. К, Plotnikova L. A., Afanas'ev V. A., Kharinov M.L. Opportunities for "Dual Use" of Special Superconducting Magnetic Systems in TRINITI. // IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 1999, Vol. 9, No. 2.-p. 309-312.

10. Андрианов В.В., Париж М.Б., Копылов С.И. Сверхпроводящие обмотки с параллельно соединенными секциями. // Препринт ИВТАН № 4-070, М.: 1981.-52 с.

11. Giese R. Superconducting energy systems. // Report ANL, January 1994. 56 P

12. Parizh M, Kalafala A.K., Wilcox R. Superconducting Magnetic Energy Storage for Substation Applications. // IEEE Trans. Appl. Superconductivity, Vol. 7,No.'2,1997. -p.849-852.

13. Andrianov V.V., Archangelsky A.Yu., Kopylov S.I., Parizh M.B., Zheltov V.V. Comparative Analysis of single- and multi-winding superconducting Magnetic Energy Storage Performance. // Cryogenics, Vol.30,No. 8,1999. -p.742-743.

14. Seong К. С., Kim H.J., Kim S. W., Cho J. W., Kwon Y.K., Ryu K.S., Yu IK. and Hahn S.Y. Current status of SMES in Korea. // Cryogenics, Vol. 42, No. 6-7, 2002. -p. 351-355.

15. Douglas J. The delivery system of the future // FPRI Journal, Oct.-Nov. 1992. -p.4-17.

16. Yamamoto M., Satow Т., Tsukamoto O., Murakami Yi, Masada E. SMES project plan. // Cryogenic Engineering, 1998, Vol. 33. p. 454-459.

17. Lornzen H., Brammer U., Harke M., Rosenbauer F. Small and fast- acting SMES systems. // Handbook of Applied Superconductivity, Vol. 2. IOP Publishing LTD, 1998.-p.1703-1734.

18. Lue J.M., Peterson H.A., Boom R. W. Superconducting storage for tokamak fusion reactors.// Proc. 6th symp. Eng. Problems of Fusion Research, San Diego, 1975.-p. 318-321.

19. Mills F.E. The Fermilab cryogenic energy storage system. // IEEE Trans. Magnet, 1975, Vol. MAG-11, No. 2. -p.485-492.

20. Rogers J.D. et al. Superconducting Magnetic Energy Storage Unit for Stabilizing an Electric Transmission System.// IEEE Trans. Magnet., 1979, Vol. MAG-15, No. 1. -p.820-823.

21. Hiking X., Krai S., Lehmann G., Lvovsky Y., Xu M. 30 MW Babcock and Wilcox SMES Program for Utility Applications. // IEEE Trans. Appl. Superconductivity, Vol. 5, № 2,1995. -p.428-432.

22. Karasik. V., Dixon K., Weber C„ Batcherler В., Campbell G., Ribeiro P. SMES for power utility application: a review of technical and cost considerations. //IEEE Trans. Appl. Superconductivity, Vol. 9, 1999. -p.541-546.

23. Stekl^ Z.J.J. Magnetic Energy Storage Using Superconducting Coils. IDA/HQ. 63-1412/ Pulse-Power Conf., 1963. -p.53.

24. Ferrier M. Stockage d'energie dans un enroulment supraconducteur. // Proc. Conf. Low Temperature and Electric Power. Pergamon Press, Oxford, 1970. -p.425 -432.

25. Boom R.W., Peterson H.A., Young W.C. Wisconsin superconductive energy storage project. Vol. I, 1974; Vol. II, 1976; Vol. Ill, 1977. Engin experimental station college of engine, university of Wisconsin-Madison.

26. Ullrich G. Summary of DNA SMES development program. // IEEE Trans. Appl. Superconductivity, Vol. 5, No. 2,1995. -p.416-421.

27. Luongo C. Review of the Bechtel Teams SMES design and future plans for a technology demonstration unit. // IEEE Trans. Appl. Superconductivity, Vol. 5, No. 2,1995. -p.422-427

28. Wilson M.N., Waiters C.R., Lewin J.D., Smith P.F., Spurway A.H. Experimental and theoretical studies of filamentary superconducting composites // J Phys D! Appl Phys.,Vol.3, No. 3 ,1970. -p. 1517-1583.

29. Брехна Г. Сверхпроводящие магнитные системы. М.: Мир,1976. 794 с.

30. Ciazynski D., Turk В D. Theoretical and experimental study of the saturation of a superconducting composite under fast changing magnetic field. // Cryogenics, Vol. 24, Issue 10, 1984. -p. 507-514.

31. Zenkevitch V.B., Romaniuk A.S. Losses in multifilamentary superconductors at low levels of excitation. // IEEE Trans. Magnet., Vol. MAG.-13, No. 1, 1977. -p. 567-570.

32. Carr W.J.Jr. AC loss in a twisted filamentary superconducting wire. // J. Appl. Phys, Vol. 45, No. 2,1974. -p.929-938.

33. Ogasawara Т., Itoh. M., Kubota Y., Kanbara K., Takahashi Y., Yasohama K., Yasukochi K. Transient field losses in multifilamentary composite conductors carrying transport current. // IEEE Trans. Magnet., Vol. 17, No. 1, 1981.-p.967-970

34. Hartmann R.A. A contribution to the understanding of AC losses in composite superconductors. // Ph.D. Thesis, University of Twente, the Netherlands, ISBN 90-9002966-4,1989.-174 p.

35. Дойников Н.И., Моносзон H.A., Трохачев Г.В. Определение добавочных потерь и запасенной энергии в соленоидах при переходных процессах. // Препринт НИИЭФА Б-0137, Л., 1971.-17 с.

36. Уилсон М. Сверхпроводящие магниты. М.: Мир, 1985, 407 с.

37. Egorov S., Astrov М., Fedotova S. Energy losses in a thin-wall tube multifilament composite superconductor carrying a transport current in a time-varying transverse magnetic field. // Physica C, Vol. 310, 1998. -p. 302-308.

38. Егоров С.А. К расчету вихревых потерь энергии в сверхпроводящих многожильных проводах для импульсных магнитов. // Препринт П-Б-0485, Л, НИИЭФА, 1980.-18 с.

39. Егоров С.А. О влиянии соотношений шагов и направлений скрутки на величину вихревых потерь энергии в сверхпроводящем многоволоконном пропаянном кабеле для импульсных магнитов. // Препринт П-Б-0485, Л.: НИИЭФА, 1981.-9 с.

40. Егоров С.А. К расчету вихревых потерь энергии в сверхпроводящих пропаянных кабелях для импульсных магнитов. // Препринт П-Б-0484, Л.: НИИЭФА, 1982. 25 с.

41. Альтов В.А., Зенкевич В.Б., Кремлев М.Г., Сычев В.В. Стабилизация сверхпроводящих магнитных систем. // М.: Энергия, 1975. -327 с.

42. Ще$пвг L. Stability-Optimized Force-Cooled Multifilamentary Superconductors. // IEEE Trans. Magnet., Vol. MAG-13, No. 1, 1977. -p.670 672/

43. Шатиль H.A. Численное моделирование термогидравлических процессов в элементах сверхпроводниковых магнитных систем и систем их криогенного обеспечения // Дис. канд. техн. наук. Санкт-Петербург. 2000. -153 с.

44. Schmidt C. Transient heat transfer into a closed small volume of liquid or supercritical helium II Cryogenics, Vol. 28, № 9,1989. -p. 585-598.

45. Ciazynski D., Turck B. Stability criteria and critical energy in superconducting cable-in-conduit conductors. // Report P/EM/93.06.CEA, Cadarache, 1993. -17 p.

46. Duchateau J.L., Turck В. Self-field degradation effect in adiabatic conditions. // Cryogenics, September 1974. -p.481-486.

47. Duchateau J.L., Turck В., Krempasky L., Polak M. The self-field effect in twisted superconducting composites. // Cryogenics, February 1976. -p.97-102.

48. Duchateau J.L., Turk В. Dynamic stability and quench currents of superconducting multifilamentary composites under usual cooling conditions. // J.Appl. Phys., Vol. 46, No. 11, 1975. -p.4989-4995.

49. Vysotsky V.S., Funaki К, Takeo M. Current non-uniformity in multistrand superconducting cables experimental studies and influence on superconducting magnet stability - (Review) // IEEE Trans. Appl. Superconductivity, Vol. 10, No. 1,2000.-p. 1190-1195

50. Takayasu M, Ferri M.A., Gung C. Y., Painter ТА., Steevs M.M., Minervini J. V. Measurements of Ramp-Rate Limitation of cable-in-conduit conductors. // IEEE Trans. Appl. Superconductivity, Vol. 3, 1993. -p. 456-459.

51. Verweij A.P., ten-Kate H.H.J., Leroy D., Oberli L., Siemko A. Ramp rate induced quenches in the one-meter dipole model magnets for the CERN LHC // Preprint -ASC'94,1994. -A p.

52. Verweij A.P., ten Kate HH. Super-Coupling Currents in Rutherford type of cables due to longitudinal non-homogeneities of dB/dt: Preprint-ASC'94, 1994. -4p.

53. Verweij A.P., ten Kate H.H.J. Super Coupling Currents in Rutherford type of cables due to longitudinal non-homogeneities of dB/dt. // IEEE Trans. Appl. Superconductivity, Vol. 4, 1995. -p.404-407.

54. Krempasky L., Schmidt C. Influence of a longitudinal variation of dB/dt on the magnetic field distribution of accelerator magnets. // Appl. Phys. Lett., Vol.66, No. 12, 1995. -p. 1545-1547.

55. Verweij A.P. Boundary-induced coupling currents in a 1.3 m Rutherford-type cable due to a locally applied field change. // IEEE Trans. Appl. Superconductivity, Vol. 7,No. 2, 1997. -p.270-273.

56. Verweij A.B. Modelling boundary-induced coupling currents in Rutherford-type cables. // IEEE Trans. Appl. Superconductivity, Vol. 7, No. 2 , 1997. -p.723-726.

57. Turck. B. Influence of a transverse conductance on a current sharing in a two-layer superconducting cable. // Cryogenics, No. 8, 1974. -p.448-454.

58. Faivre D., Turck B. Current sharing in an insulated multistrand cable in transient and steady state current conditions. // IEEE Ttrans. Magnet. Vol. MAG-17, No. 1,1981. -p.1048-1051.

59. Amemiya N. Overview of current distribution and re-distribution in superconducting coils and their influence on stability. // Cryogenics, Vol. 38, No. 5,1998. -p.545-550.

60. Amemiya N., Ryu K., Kikuchi Т., Tsukumoto O. Influence of Current Redistribution and Thermal Diffusion Among Strands on Stability of Superconducting Cables Against Local Disturbances.// IEEE Trans Mag., Vol. 30, 1994.-p. 2281-2284.

61. Amemiya N., Tsukamoto O. Stability Analysis of Multi-Strand Superconducting Cables. // IEEE Trans. Appl. Superconductivity, No. 5, 1995. -p.218-221.

62. Koizumi N., Okuno K., Takahashi Y, Tsuji H., Shimamoto S. Current Imbalance Due to Induced Circulation Currents in a Large Cable in Conduit Superconductor. I I Cryogenics, 36,1996. -p. 409-418.

63. Shimada M, Mitchell N. Simulation of the ITER-CS Coil Operation Including the Effect of the Ramp rate Limitation. // IEEE Trans, on Appl. Superconductivity, June 1997., -p.759-761.

64. Mitchell N. Analysis of Non-Uniform Current Distribution Effects in Multistage Cable-in-Conduit Conductors. // Cryogenics, Vol. 39, No.9, 1999. -p.539-556.

65. Mitchell N. Steady State Analysis of Non-Uniform Current Distribution in Cable in conduit Conductors and Comparison with Experimental Data. // Cryogenics, Vol. 40,2000. -p.99-116.

66. Ries G. Stability in superconducting multistrand cables. // Cryogenics, No. 9, 1980.-p.513-519.

67. Егоров С.А., Астров M.C., Калиниченко M.A. Оценка неравномерности распределения транспортного тока в сверхпроводящем многостадийном кабеле из-за кратности шагов скрутки на различных стадиях изготовления. //

68. Тезисы докладов Шестой Всероссийской конференции по Инженерным проблемам термоядерных реакторов (ИПТР-6), Санкт Петербург, Россия (2729 мая 1997).- с.110.

69. EgOrov S.A., Astrov M.S., Kalinichenko M.A. Effect of the subcable twist pitch ratio on the circulation currents induced by the time varying self field of multistage superconducting cables. // Plasma Devices and Operation, Vol.6,1998. -p. 167-172.

70. Egorov S.A., Koretsky A.Yu., Zapretilina E.R. Interstrand coupling AC-losses in multistage cable-in-conduit superconductors. // Cryogenics, 1992, Vol. 32, ICEC Supplement, -p. 439-442.

71. Egorov S.A. Coupling losses in superconducting multistage cables with and without additional co-twisted copper strands. // Physica C, Vol. 310, 1998. -p. 272-276.

72. Glukhikh V., Filatov О., Belykov V., Egorov S., Korsunsky V., Rodin I. Cryogenic Test Facility of the D.V. Efremov Institute. // IEEE Transactions on Applied Superconductivity, March 2000, Vol.10, No.l. -p. 1564-1567.

73. Глухих В.А., Гускев О.А., Костенко А.И., Ларионов Б.А., Моносзон Н.А., Столов A.M., Трохачев Г.В. Импульсные источники энергии на основе индуктивных накопителей. // Препринт Б-0299, JL: НИИЭФА, 1976. 35 с.

74. Егоров С.А., Костенко А.И., Моносзон Н.А., Тищенко В.А., Трохачев Г.В. Исследования по созданию сверхпроводящих импульсных соленоидов.// Доклады II Всесоюзной конференции по ИПТР, JL: НИИЭФА, 1982, т. II. -с. 199-205.

75. ЕгоровС.А., Костенко А.К, Сидорович Г.В., Трохачев Г.В., Чураков Г.Ф., Корецкий А.Ю., Шмалько Г.И. Токовводы на 10 кА для сверхпроводящих "магнитных систем. // Сер. Электрофизическая аппаратура. М.: Атомиздат, 1982 г., вып.20. с.90-92.

76. Буянов Ю.Л., Фрадков А.Б., Шебалин И.Ю. Токовые вводы для криогенных устройств (Обзор). // ПТЭ, № 4, 1974. -с.5-14.

77. Bauer K., Fink S., Fressinger G., Ulbricht A. The electrical insulation system of a forced flow cooled superconducting (sc) magnet //Cryogenics , Vol. 38, № 11.-p. 1123-1134.

78. Bondarenko V., Egorov S., Lamzin E., Korsunsky V., Rodin I., Voronin N. Components of Thermal and electrical Insulations for the Superconducting Magnet Systems. // IEEE Transactions on Applied Superconductivity, Vol. 15, No. 2, June 2005. -p.1435-1436.

79. H. Ogata et al. Design of the ITER Central Solenoid (CS) Model Coil // IEEE Transaction on Applied Superconductivity, June 1995, vol.5, No.2. p. 23202323.

80. M. Sugimoto et al. Design of the CS Insert Coil//IEEE Transaction on Applied Superconductivity, June 1995, vol.5, No.2 . -p. 2328-2331.

81. Sytnikov V., Cheverev N., Egorov S., Filatov O., Malkov A., Rodin I. et. al., The production of the superconducting conductor for the TFCI.//IEEE transactions on applied superconductivity March 2002, vol.12 No.l, p. 1207-1210.

82. Sytnikov V.E., Taran A.V., Mitrokhin V.A., Rychagov A.V., Filatov O.G., Egorov S.A. The long-length line for jacketing cable-in-conduit conductors // Fusion Engineering and Design, Vol.45 (1999). p.209-216.

83. Дацков В.И. Технические криогенные термометры на основе серийных резисторов типа ТВО // Препринт/ОИЯИ: 8-83-717, Дубна, 1983.

84. L.T. Summers, M. Guinan et al. A Model for the Prediction of Nb3Sn Critical Current as a Function of Field, Temperature and Radiation Damage//IEEE Transitions on Magnetics, 27(2), March 1991, -p.2041-2044.

85. Сверхпроводящие магниты и устройства. Под. ред. С.Фонера, Б.Шварца. М.: Мир, 1977,-763 с.

86. Лакер X.JI. Сверхпроводимость, накопление энергии и разряд. // В кн.: Накопление и коммутация энергии больших плотностей. Под ред. Бостина У., Нарди В., Цукера О., М.: Мир, 1979. -с232-280.

87. Hassel W.F. Energy storage in superconducting magnetic coils. I I Power syst. space flight. NY-London, Acad. Press, 1963. -461 p.

88. Реймерс A.B., Федотов JI.H., Соколова Г.Н. Индуктивный накопитель энергии из сверхпроводящего сплава. // Электричество, 1969, № 6. -с.81-85.

89. Шафранов В.Р. Об оптимальной форме тороидальных соленоидов. // ЖТФ, 1972, Т. 42, Вып. 9. -с. 1785-1791.

90. Бут ДА., Алиевский Б.Л., Мизюрин С.Р., Васюкевич П.В. Накопители энергии . М.: Энергоатомиздат, 1991.-400 с.

91. Saari P., Mikkonen R. Comparison of availability between 4.2 К and 77 К SMES concept. //IEEE Trans. Appl. Superconductivity, Vol. 7 , No. 2, 1997. -p.869-872.

92. Егоров С.А., Костенко А.И. Расчет и анализ параметров магнитной системы сверхпроводящего индуктивного накопителя энергии в форме круговой катушки.//Препринт Б-0288, Л.: НИИЭФА, 1975. -28 с.

93. Егоров С.А., Костенко А.И. К применению сверхпроводящей круговой катушки с круговым сечением обмотки в качестве магнитной системы индуктивного накопителя энергии. // Препринт Б-0266, JL: НИИЭФА, 1976. -Юс.

94. Егоров С. А., Костенко А.И. Расчет, сравнение и оптимизация магнитных систем сверхпроводящих индуктивных накопителей энергии с различными геометрическими формами. // Электрофизическая аппаратура, Вып. 14, М.: Атомиздат, 1976, -с. 79-90.

95. Егоров С.А., Костенко А.И. К применению системы из двух сверхпроводящих эллипсоидальных катушек, не имеющей внешнего магнитного поля, в качестве индуктивного накопителя энергии. Часть I. // Препринт Б-0310, Л.: НИИЭФА, 1976. -15 с.

96. Егоров С.А., Костенко А.И. К применению системы из двух сверхпроводящих эллипсоидальных катушек, не имеющей внешнего магнитного поля, в качестве индуктивного накопителя энергии. Часть II. // Препринт Б-0346, Л.: НИИЭФА, 1977. 25 с.1."а'

97. Егоров С.А., Костенко А.И. К применению сверхпроводящих сферических катушек в качестве индуктивных накопителей энергии. // Препринт Б-0329, Л.: НИЭФА: 1977.

98. Егоров С.А. Магнитные системы сверхпроводящих индуктивных накопителей энергии без внешних полей. // Доклады II Всесоюзной конференции по ИПТР, Л.: НИИЭФА, 1982, т. II. с. 193-198.

99. Егоров С.А., Исакова Т.А., Костенко А.И. Магнитная система индуктивных накопителей без внешних полей. // Доклады III Всесоюзной конференции по инженерным проблемам термоядерных реакторов, т. И, М.: ЦНИИ Атоминформ, 1984, -с. 114-121.

100. Батищев Р.И. Поисковые методы оптимального проектирования. М.Советское радио, 1975. -216 с.

101. Зангвилл У.И. Нелинейное программирование. Пер. с англ. // М.: Советское радио, 1973, -257 с.

102. Mayhall J.A. The determination of winding stress in a toroidal field coil magnet of optimum shape. // Proc. 6th Symp. on Engineering prob. of Fusion Research, San-Diego, 1975.-p.638-641.

103. Мингалев B.C. Аналитическое решение задачи о форме безмоментной секторной катушки тороидального соленоида. // Препринт ПБ-0240, Л.:НИИЭФА, 1979.-14с.

104. Колядин Н.М., Касабова И.В. Расчет геометрических, электромагнитных и прочностных параметров D-образной тороидальной магнитной системы с учетом реальных особенностей конструкции.//Препринт ИАЭ-3155, М., 1979. -12с.

105. Конев С.М. Магнитная система со сферическими катушками конечной толщины. // Изв. А.Н. СССР, Серия :Энергетика и транспорт, 1980, №4. -с.163-166.

106. Шерстюк А.Г. К вопросу об экранировании магнитного поля осесимметричных индукторов. // Изв. АН СССР, Серия: Энергетика и транспорт, 1980, №4. -с.158-162.