COMPORTAMIENTO DE CRIOSTATOS DE HELIO LIQUIDO Y DE SUS COMPONENTES DURANTE EL ENFRIAMIENTO.
Autor: PEON HERNANDEZ GUILLERMO.
Año: 1997.
Universidad: ZARAGOZA.
Centro de lectura: CENTRO POLITECNICO SUPERIOR
.
Resumen: En el marco de este trabajo para el grado de doctor en Ingeniería Industrial rama
Mecánica, se ha estudiado, analíticamente y/o experimentalmente el comportamiento de criostatos de helio líquido o de sus componentes durante el estado estacionario y transitorio (enfriamiento) y se han sacado conclusiones útiles para el diseño de
generaciones posteriores. El trabajo se ha concentrado en dos tipos de criostatos: Verticales con pantallas anti-radiación refrigeradas por el vapor de helio proveniente de la evaporación del helio líquido que apantallan y horizontales,
concretamente el de la unidad principal del gran colisionador de hadrones (LHC) que se encuentra en fase de diseño en la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN).
El diseño y construcción de los criostatos verticales forma parte del proyecto AMAS500 promovido por ASINEL.
IBERDROLA, REESA y UF que tiene como objetivo final la construcción de un sistema de almacenamiento de energía en un campo magnético creado por bobinas superconductoras (SMES) de 1MJ. Antes de lanzarse al diseño y construcción del SMES de 1MJ,
se construyó un prototipo de SMES de 25kJ. Para el diseño de este criostato, se resolvieron problemas importantes como son la cuantificación de las pérdidas de calor originadas por corrientes inducidas en el recipiente de helio debido a la carga y
descarga de la bobina, el análisis de pérdidas por radiación y conducción en función de las dimensiones del criostato o el cálculo mecánico y la elección de las barras de alimentación de la bobina. En el criostato para este SMES se resolvieron la
mayor parte de los problemas de diseño del criostato del SMES de 1MJ, no obstante, se estudiaron, en otros criostatos construidos específicamente, tres opciones relacionadas conla forma de anclar las pantallas al cuello del criostato y con el tipo
de aislamiento para el calor por radiación.
El trabajo sobre el criostato principal del LHC se ha centrado en el diseño de sus dos pantallas anti-radiación. En relación con la pantalla anti-radiación termalizada en el rango de 50K a 70K y en condiciones de estado estacionario, se ha
estudiado la influencia del espesor, material y tanto por ciento y distribución de la soldadura entre la bandeja y la parte superior de la pantalla, en el flujo de calor que le llega por radiación a la pantalla anti-radiación termalizada en el rango
de 5K a 20K. Desde el punto de vista del transitorio, se ha analizado la influencia del material, el espesor y la sectorización de la parte superior de la pantalla en el movimiento de partes importantes de la misma como son la parte superior y la de
conexión con los fuelles que unan los tubos de refrigeración de pantallas contiguas. Con respecto a la pantalla anti-radiacón termalizada a 5K - 20K, se ha estudiado el efecto que le produce la transición resistiva de un imán dipolo.
> 
