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[en] The use of high-temperature superconductors in current leads to reduce refrigeration power has been investigated by many groups in the past. Most used YBCO and Bi-2212 bulk superconductors, although their critical current density is not very high. In this paper, Bi-2223 HTSC tapes sheathed with Ag alloys are used in the design of a 20-kA current lead because of their higher critical current in medium magnetic fields. The lead current or 20 kA is related to the coil current of the planned stellarator WENDELSTEIN 7-X. Forced-flow helium cooling has been used in the design, allowing position-independent and well-controlled operation. The design characteristics of the lead are presented and 4-K helium cooling of the whole lead, as well as 60-K helium cooling of the copper part of the lead, is discussed. The power consumption at zero current, and the lead's behaviour in case of loss of coolant flow, are given. The results of the design allow extrapolation to current leads of the 50-kA range. (orig.)
[de]
Die Verwendung von Hochtemperatursupraleitern in Stromzufuehrungen zur Reduzierung der Kuehlleistung wurde in der Vergangenheit bereits von verschiedenen Gruppen untersucht. Die meisten benutzten YBCO bzw. Bi-2212 Bulk-Material, obwohl deren kritische Stromdichte nicht sehr hoch war. In diesem Bericht werden fuer den Entwurf einer 20-kA Stromzufuehrung Bi-2223 Baender verwendet, die mit einer Silberlegierung verstaerkt sind. Der Grund liegt in der hoeheren kritischen Stromdichte bei 77 K in magnetischen Hintergrundfeldern von bis zu 0.5 Tesla. Der gewaehlte Strom der hier betrachteten Stromzufuehrung ist dem Spulenstrom des geplanten Stellarators Wendelstein 7-X angepasst. Heliumzwangskuehlung wird in diesem Design verwendet, weil sie lageunabhaengigen und kryotechnisch gut kontrollierbaren Betrieb ermoeglicht. In diesem Bericht werden die Eigenschaften der Stromzufuehrung beschrieben sowie 4-K bzw. 60-K Heliumkuehlung untersucht. Die Kuehlleistung im Null-Stromfall sowie die Eigenschaften der Stromzufuehrung bei Ausfall des Kuehlmittelflusses werden diskutiert. Die Ergebnisse des Entwurfs erlauben eine Extrapolation zu Stromzufuehrungen im 50-kA Bereich. (orig.)Source
Nov 1994; 39 p; ANL--94/36; ISSN 0303-4003; 