CH694878A5 - Cryostat pour transformateur supraconducteur. - Google Patents
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Description
La présente invention concerne de manière générale des transformateurs. Plus particulièrement, l'invention concerne un cryostat destiné à être utilisé avec un transformateur supraconducteur qui limite les pertes du transformateur provoquées par des courants parasites et qui maintient les bobines du transformateur supraconducteur dans des conditions cryogéniques. Technique anterière Un transformateur comprend généralement des bobines de cuivre primaire et secondaire isolées, enroulées autour d'un noyau ferromagnétique de manière à être couplées à ce dernier par des moyens magnétiques. L'efficacité et la performance d'un transformateur sont limitées par la résistance électrique des bobines et les pertes de magnétisation (par hystérésis) du noyau. Les pertes résultant des bobines et du noyau sont couramment appelées pertes "dans le fil" et "dans le noyau". Les pertes dans le fil résultent de la résistance électrique des bobines des transformateurs tandis que les pertes dans le noyau résultent de l'hystérésis magnétique des stratifications métalliques du noyau du transformateur. Les pertes dans le fil et les pertes dans le noyau génèrent soit directement, soit indirectement de la chaleur qui doit être dissipée, sinon, le transformateur subit une surchauffe et une combustion. De manière générale, la chaleur est dissipée à travers les surfaces de la structure du transformateur, c'est-à-dire à travers le boîtier du transformateur, ou à travers des radiateurs et des ailettes de refroidissement situés dessus. Etant donné que des tensions et courants supérieurs sont transformés, une quantité de chaleur supérieure est générée par les pertes dans le fil et le noyau. Des distances d'isolation électrique et des sections transversales de fil plus importantes nécessitent plus d'espace. Par conséquent, pour la transformation de puissances supérieures, les dimensions et le poids des transformateurs augmentent et il faut que les surfaces de refroidissement soient plus importantes. Les limitations de performance des transformateurs classiques sont surmontées par des transformateurs supraconducteurs. Les transformateurs supraconducteurs subissent des pertes inférieures à celles d'un transformateur classique et sont donc plus efficaces et produisent moins de chaleur. De plus, un transformateur supraconducteur est plus compact et plus léger qu'un transformateur classique. De manière générale, un transformateur supraconducteur comprend des bobines supraconductrices primaire et secondaire qui sont enroulées autour d'un noyau ferromagnétique de manière à être couplées à ce dernier. Les bobines supraconductrices sont placées à l'intérieur d'un cryostat de manière à les maintenir à des températures supraconductrices. Le cryostat comprend généralement un réservoir d'isolation thermique qui est rempli de réfrigérant cryogénique de manière à maintenir les bobines à des températures supraconductrices. Bien que le réservoir soit isolé, un transfert de chaleur à l'intérieur du réservoir peut se produire. Une unité de réfrigération est connectée au réservoir afin de dissiper cette chaleur et de refroidir le réservoir. Toutefois, comme on le sait bien, des températures basses nuisent à l'efficacité d'un appareil réfrigérant à éliminer de la chaleur. Par exemple, dans l'environnement à basse température qui existe à l'intérieur du réservoir cryogénique, une pénalité d'environ 10 à 25 watts est induite. Autrement dit, 10 à 25 watts de puissance nominale électrique vont être nécessaires pour éliminer 1 watt à 77 degrés Kelvin. Le facteur de pénalité de dissipation thermique accroît la nécessité de minimiser la totalité de l'afflux de chaleur dans le réservoir cryogénique de manière à diminuer la quantité de chaleur qui doit être dissipée par l'appareil réfrigérant. Par exemple, on a tenté de réduire la perte de chaleur se produisant le long des connexions électriques en plaçant ces connexions à l'intérieur du réservoir de manière à minimiser les transitions chaud/froid. Même si la quantité de chaleur générée est faible, il est couteux d'effectuer une dissipation dans l'environnement à basse température du réservoir cryogénique en raison du facteur de pénalité. Des pertes dans le noyau produisent une quantité importante de chaleur qui doit être dissipée. En raison du facteur de pénalité de dissipation de chaleur, ces pertes dans le noyau vont décaler les gains d'efficacité de performance provenant des bobines supraconductrices. Pour cette raison, des cryostats destinés à des transformateurs supraconducteurs ont été dotés d'un isolant thermique qui isole le noyau du réfrigérant cryogénique. Par exemple, le brevet US N DEG 5 107 240, délivré à Tashiro, décrit un transformateur supraconducteur dans lequel le noyau est isolé du cryostat. Le cryostat comprend un boîtier extérieur ayant une première et une seconde parois extérieures qui sont reliées l'une à l'autre par une tige centrale de telle sorte que les parois extérieures et la tige centrale forment le noyau du transformateur. La partie intérieure du cryostat est isolée du noyau par un revêtement polymère en fibres renforcées à doubles parois dans lequel un espace de dépression est défini entre les parois doubles. Le revêtement polymère contient le réfrigérant cryogénique dans lequel sont immergées les bobines supraconductrices. L'espace de dépression entre les parois doubles du revêtement polymère isole le noyau du réfrigérant cryogénique. De plus, le revêtement polymère évite la formation de courants de Foucault dans les parois du réservoir cryogénique. La paroi extérieure et la tige centrale du cryostat selon Tashiro comprennent le noyau du transformateur. Outre le fait de transporter le flux principal du transformateur, la paroi extérieure doit également offrir une intégrité structurelle au cryostat, ce qui nécessite le fait que la paroi extérieure soit plus épaisse. Cela donne une aire plus importante pour la formation de courants de Foucault et cela augmente la chaleur générée perdue. Afin d'isoler le noyau de manière appropriée, l'espace de dépression entre les parois du revêtement intérieur doit être agrandi. L'expansion de l'espace de dépression diminue le volume du cryostat de telle sorte qu'une quantité inférieure de réfrigérant cryogénique puisse être contenue à l'intérieur, ce qui réduit la capacité du cryostat à conserver des températures cryogéniques. L'isolant thermique selon Tashiro n'est pas porteur et est incapable de supporter le différentiel de pression entre l'intérieur du cryostat et l'espace de dépression. Ainsi, la paroi extérieure et le revêtement intérieur doivent être tous deux dimensionnés pour supporter suffisamment le différentiel de pression. Le revêtement intérieur selon Tashiro est également limité en ce qu'il est construit à partir d'un matériau polymère. Le revêtement intérieur forme l'interface froide du cryostat. S'ils ne sont pas correctement choisis et conçus pour supporter ces conditions, les polymères peuvent développer des micro-craquelures qui peuvent conduire le réfrigérant cryogénique, ou des gaz chauffés, à fuir dans l'espace de dépression et à détruire la propriété d'isolation thermique de l'espace de dépression entre les surfaces froide et chaude. De plus, les polymères sont perméables aux gaz de telle sorte que, même si des micro-craquelures ne se créent pas, l'intégrité de l'espace de dépression peut être compromise par une diffusion de gaz. Selon Tashiro, on fait en sorte que les connexions électriques aux cOtés d'alimentation et de charge du transformateur soient externes au cryostat. Les transformateurs sont généralement construits sous forme d'unités triphasées, des connexions électriques existant entre les phases pour la formation du couplage souhaité, et des connexions internes existant entre des enroulements ainsi qu'un commutateur à prises de réglage pour la régulation des tensions. Ces connexions doivent de préférence être réalisées à l'intérieur du cryostat car chaque transition entre des températures cryogénique et ambiante augmente les pertes de chaleur parasite. De plus, des connexions internes peuvent être rendues plus compactes dans le milieu cryogénique dense électriquement isolé. Actuellement, il n'existe aucun cryostat qui reçoive de manière interne les enroulements et les connexions électriques pour un transformateur triphasé tout en isolant thermiquement le noyau des enroulements. Ainsi, la nécessité d'avoir ce cryostat existe. Exposé de l'invention Un cryostat pour un transformateur supraconducteur est prévu, lequel comprend un isolant thermique porteur non conducteur et est adapté pour être utilisé avec un transformateur supraconducteur triphasé. De plus, le cryostat évite la formation de courants parasites en boucle fermée. Le cryostat contient les ensembles d'enroulements et d'autres équipements électriques associés du transformateur. On préfère que le cryostat reçoive un transformateur triphasé qui comprend trois ensembles d'enroulements et un commutateur à prises de réglage pour la régulation de la tension. Cela permet à toutes les connexions électriques entre des phases et au commutateur à prises de réglage d'être fabriqués sans transitions thermiques ni pertes de chaleur parasites associées à des cryostat à réservoirs multiples. Le cryostat comprend généralement un réservoir cryogénique ayant une paroi extérieure, un revêtement non conducteur, et une couche isolante d'isolant thermique porteur disposée entre ces derniers. Le réservoir comprend un réfrigérant cryogénique liquide ou gazeux dans lequel sont immergés les composants du cryostat. Une pluralité de passages permettent le passage des branches du noyau de fer du transformateur à travers le réservoir. Les surfaces des passages entourent et forment un trajet en boucle fermée autour du noyau. Afin d'éviter l'écoulement de courant électrique dans ces boucles fermées, les parois intérieure et extérieure des passages sont construites à partir d'un matériau non conducteur, ou à partir d'un matériau conducteur présentant des inserts non conducteurs discrets interrompant les boucles. L'espace compris entre les parois intérieure et extérieure sert également de couche isolante pour empêcher la dissipation de la chaleur du noyau dans le réfrigérant cryogénique. La paroi extérieure du réservoir est construite à partir d'un matériau métallique, tel que de l'acier de construction, de l'acier inoxydable ou de l'aluminium, qui fournit non seulement une protection contre les défauts d'origine électrique internes graves, mais qui capture également un flux magnétique parasite. Toutefois, un problème que présente l'utilisation d'un matériau métallique est que le réservoir forme des trajets de courant fermés. Le flux magnétique du noyau va induire un courant dans ces boucles fermées. Afin d'éviter cela, les boucles sont électriquement divisées dans le dessus et le fond du cryostat, qui entourent les colonnes du noyau. En variante, le dessus et le fond du cryostat sont construits à partir d'un matériau électriquement isolé. L'isolant thermique est disposé entre la paroi extérieure du réservoir et le revêtement. De préférence, cette couche isolante comprend un isolant porteur sous vide qui est maintenu sous dépression. La paroi métallique extérieure du réservoir et l'isolant porteur supportent le poids des composants du transformateur et du réfrigérant cryogénique. La surface métallique extérieure du réservoir permet également de maintenir des conditions de dépression car elle n'est pas perméable aux gaz. Cela est particulièrement important étant donné que les parois extérieures du réservoir se trouvent généralement à température ambiante, ou au-dessus de celle-ci. Contrairement à cela, des composites dans des conditions ambiantes présentent des degrés de perméation aux gaz nettement supérieurs, ce qui conduit à la dégradation de la dépression interne durant la durée de vie souhaitée du transformateur s'élevant à 30 ans. Les parois extérieures chaudes du cryostat sont recouvertes sur leur partie intérieure d'un matériau d'isolation thermique porteur, par exemple des panneaux en fibre de verre fabriqués à partir de fibres de verre sèches précomprimées, qui sont par la suite recouvertes d'un revêtement mince, non porteur et etanche sous dépression. Des charges internes dues au poids et/ou à la pression du milieu cryogénique sont transférées aux parois extérieures chaudes. Le revêtement est étanche sous dépression et est de préférence construit à partir d'un composite fibreux, fabriqué sur place, sans aucun moule supplémentaire autre que les parois extérieures du boîtier métallique ni l'isolant porteur. Un procédé de fabrication du revêtement interne s'effectue par l'intermédiaire d'une infiltration de résine assistée par dépression. A des températures cryogéniques, la vitesse de perméation aux gaz d'un composite est réduite de quelques degrés d'amplitude, ce qui permet à la dépression dans l'isolant porteur d'avoir une durée de vie longue. En variante, le revêtement intérieur peut être construit à partir de métal ayant une résistance électrique suffisamment élevée, par exemple de l'acier inoxydable de quelques millimètres d'épaisseur. Le revêtement métallique comprend des fentes qui empêchent la formation de boucles fermées. La combinaison d'un boîtier métallique extérieur et d'un revêtement composite non conducteur présente plusieurs avantages. Des pertes de courant de Foucault associées à des surfaces métalliques froides exposées au champ magnétique parasite à variation temporelle provenant des enroulements sont supprimées. La combinaison du boîtier métallique et du revêtement composite non conducteur permet de fabriquer le revêtement directement dans le boîtier métallique, ce qui élimine la nécessité d'un moule. De plus, des protections diélectriques peuvent être intégrées au processus de stratification composite sous la forme de fibres de verre ou de fibres de carbone en treillis métallique ou métallisées. Enfin, l'isolant porteur, fabriqué à partir de fibres de verre, des poudres conditionnées de manière dense ou des matériaux similaires présentant une faible conductivité thermique ainsi qu'une surface interne très grande vont agir en tant que pompe de cryo-adsorption, ce qui améliore de manière significative la durée de vie d'isolation sous dépression. Description sommaire des dessins Les caractéristiques et avantages de l'invention susmentionnés, ainsi que d'autres, vont apparaître aux yeux de l'homme du métier à partir de la description détaillée qui suit, dont: la fig. 1 est une vue en élévation latérale du cryostat de l'invention; la fig. 2 est une vue découpée du cryostat de l'invention; la fig. 3 est une vue prise le long de la ligne 3-3 de la fig. 1; la fig. 4 est une vue agrandie de la zone encerclée de la fig. 2; la fig. 5 est une vue en élévation latérale représentant un transformateur logé à l'intérieur du cryostat de l'invention; la fig. 6 est une vue de dessous du cryostat de l'invention; et la fig. 7 est une vue de dessous du cryostat de l'invention. Manière de réaliser l'invention Un cryostat selon l'invention va être décrit en se référant aux fig. 1 à 7. Le cryostat 10 reçoit les ensembles d'enroulements 30 et d'autres équipements électriques associés d'un transformateur supraconducteur et les maintient dans des conditions cryogéniques. On préfère que le cryostat de l'invention reçoive la totalité des trois phases du transformateur qui comprend les trois enroulements et un commutateur à prises de réglage 28 pour la régulation de la tension. Cela permet à toutes les connexions électriques entre des phases et le commutateur à prises de réglage d'être fabriquées sans transition thermique ni perte de chaleur associée aux cryostats à réservoirs multiples. Comme le montrent les fig. 1 à 4, le cryostat 10 comprend un réservoir 12 ayant une paroi extérieure 18, un revêtement non conducteur 22 et une couche isolante porteuse 20 disposée entre la paroi 18 et le revêtement 22. La paroi extérieure 18 du réservoir 12 est construite à partir d'un matériau métallique, tel que de l'acier de construction, de l'acier inoxydable ou de l'aluminium, qui offre une protection contre des défauts d'origine électrique graves et/ou des captures et des déviations de flux magnétique parasite généré par le noyau du transformateur supraconducteur. De plus, un matériau métallique est non perméable aux gaz à des températures ambiantes, ce qui permet de maintenir une dépression comme cela va être décrit plus en détail ci-dessous. Le revêtement 22 comprend de préférence un revêtement polymère mince et/ou composite fibreux. Des protections diélectriques sous la forme de fibres de carbone en treillis métallique ou de fibres de verre métallisées peuvent être intégrées dans le revêtement composite. La couche isolante 20 comprend un matériau d'isolation thermique porteur qui présente une résistance à la compression suffisante pour transmettre la pression interne agissant sur le revêtement 22 à la paroi extérieure 18, et qui présente une conductivité thermique aussi faible que 2 mW/m/K. Le revêtement composite non conducteur 22 empêche la formation de courants de Foucault dans les parois internes du réservoir 12. La combinaison du boîtier métallique extérieur 18 et du revêtement composite non conducteur 22 fournit plusieurs avantages. Des pertes de courant de Foucault, associées au champ magnétique parasite à variation temporelle provenant des enroulements et agissant sur des surfaces métalliques en contact avec le réfrigérant, sont supprimées. Des pertes de courant de Foucault dans les surfaces métalliques extérieures en contact avec l'air ambiant vont être constatées, mais ont une conséquence moindre étant donné qu'elles sont dissipées à des températures ambiantes. De plus, les éléments de dilatation flexibles peuvent être formés d'un seul tenant avec le revêtement pour compenser la dilatation thermique du revêtement. Le revêtement intérieur 22 est disposé à l'intérieur du réservoir 12 de telle sorte qu'un espace existe entre la paroi extérieure 18 et le revêtement 22. Une couche d'isolation 20 est disposée dans l'espace entre la paroi extérieure 18 et le revêtement 22. Afin de réduire la conductivité thermique de la couche 20, on préfère que la couche isolante 20 soit maintenue dans des conditions de dépression. Toutefois, le fait de maintenir la couche isolante 20 dans des conditions de dépression crée un différentiel de pression entre l'intérieur du réservoir 12 et l'espace entre la paroi extérieure 18 et le revêtement 22. Ce différentiel de pression exerce des forces sur le revêtement 22 qui ont tendance à le pousser vers l'extérieur en direction de la paroi 18. La présente invention utilise un isolant porteur qui est en mesure de supporter le différentiel de pression entre la dépression et l'intérieur du réservoir. Par exemple, la couche 20 peut comprendre des panneaux en fibre de verre sous vide empilés qui présentent une résistance structurelle suffisante et une conductivité thermique aussi faible que 2 mW/m/K. La couche isolante thermique 20 peut être maintenue à une dépression dans la plage de 0,001 bar à 0,00001 bar. A des températures ambiantes, des polymères et des composites polymères ont un degré de perméation aux gaz de plusieurs ordres de grandeur supérieurs à ceux de métaux, qui sont pratiquement non perméables aux gaz. Le gaz qui se diffuse dans la couche 20 doit être extrait ou pompé afin d'éviter que la conductivité thermique n'augmente. Par exemple, la conductivité thermique de la couche 20 peut augmenter d'au moins un ordre de grandeur en quelques heures si les gaz diffusés ne sont pas supprimés. Si l'on suppose une durée de vie typique pour les transformateurs, qui est d'environ 30 ans, le pompage est très peu souhaitable en raison des couts qui lui sont associés. Afin d'éviter la nécessité de recourir à une pompe, environ un tiers du matériau poreux d'isolation thermique de la couche 20 est en contact avec le revêtement 22. Le revêtement 22 est maintenu à des températures cryogéniques. Ainsi, une partie de la couche 20 est suffisamment froide pour agir comme pompe d'adsorption cryogénique. Tout gaz qui peut encore s'échapper dans la couche 20 va être adsorbé de cette manière au niveau des surfaces internes très grandes du matériau poreux d'isolation. Contrairement aux parties externes du réservoir 12, qui se trouvent à des températures ambiantes, un matériau composite peut être utilisé pour le revêtement intérieur 22. Le revêtement 22 est maintenu à ou près de températures cryogéniques auxquelles le degré de perméation aux gaz d'un composite est réduit de plusieurs ordres de grandeur. Ainsi, l'utilisation d'un composite est réduit de plusieurs matériau composite pour le revêtement intérieur ne va pas nuire à l'intégrité du vide dans la couche isolante porteuse 22. De plus, le revêtement composite peut être formé d'un seul tenant avec une feuille métallique non perméable aux gaz. Comme le montre la fig. 5, le noyau métallique 32 d'un transformateur supraconducteur triphasé s'étend à travers le cryostat 10. Le réservoir 12 contient un réfrigérant cryogénique liquide ou gazeux 34 dans lequel est immergé un commutateur à prises de réglage 28. De plus, tous les fils électriques 29 entre les enroulements et allant des enroulements au commutateur à prises de réglage 28 sont logés à l'intérieur du réservoir 12. Monté au-dessus du réservoir 12 se trouve un couvercle 14 qui peut être retiré dès qu'on le souhaite pour effectuer un entretien sur le cryostat 10. Le couvercle 14 est de préférence construit à partir d'un matériau d'isolation non conducteur et porteur. Comme le montrent le mieux les fig. 2 et 3, des passages 24 s'étendent à travers le cryostat 10 et reçoivent les branches 36 à travers le réservoir 12. Deux de ces passages 24 au moins s'étendent à travers le cryostat 10. Les trois passages représentés sur les fig. 2 et 3 représentent les exigences dans le cas d'un transformateur triphasé. Les passages 24 sont définis par des ouvertures dans le couvercle 14 et le fond 15 et des tubes intérieurs 26 qui sont à des températures ambiantes. Comme le montrent les fig. 2 et 3, les tubes 26 sont cylindriques, mais les tubes 26 peuvent toutefois être d'une forme quelconque tant qu'ils se connectent et s'étendent entre les ouvertures prévues dans le couvercle 14 et le fond 15. Disposés autour des tubes intérieurs 26 se trouvent des tubes extérieurs 23, qui font partie du revêtement intérieur 22. L'espace entre les tubes 23 et 26 est rempli d'isolant thermique sous vide 38. La dissipation de la chaleur du noyau dans le réfrigérant cryogénique 34 est ainsi empêchée de manière efficace. Des enroulements supraconducteurs 30 sont disposés autour des tubes 23 de manière à comprendre les colonnes du noyau 36, moyennant quoi un courant est induit à l'intérieur des enroulements 30. Dans un mode de réalisation de l'invention, l'isolant thermique 38 autour des colonnes de noyau 36 est le même que le revêtement 20. Dans un autre mode de réalisation de l'invention, l'isolant thermique sous vide 38 autour des colonnes 36 est un isolant à couches multiples fabriqué à partir de nombreuses feuilles de polymère aluminisé qui renvoient de la chaleur. Cet isolant est plus compact, ce qui permet aux enroulements 30 d'avoir un diamètre plus petit. En raison de l'absence de perméabilité aux gaz du métal, on souhaite utiliser un matériau métallique pour la paroi extérieure 18 du cryostat 10. Cependant, un problême que pose l'utilisation d'un matériau métallique est qu'un flux magnétique parasite provenant du noyau 32 va induire des courants de court-circuit dans la paroi 18 le long de l'ensemble des boucles électriques qui se ferment autour des colonnes 36, ce qui peut détruire le transformateur. Par exemple, comme le montre la fig. 6, la surface inférieure 15 du réservoir 12 forme des trajets fermés 41 autour des passages 24. Le flux magnétique circulant à travers les branches 36 va induire un courant parasite dans ces trajets 41. Comme le montre la fig. 7, des bandes non conductrices 16 sont insérées dans des fentes entre les passages 24 pour diviser électriquement les boucles 41. Comme le montre la fig. 1, les bandes 16 peuvent également être placées dans le réservoir 12 pour interrompre les boucles fermées dans les parois latérales 18. En variante à l'utilisation des bandes 16, le fond 15 du réservoir 12 peut être construit à partir d'un matériau électriquement non conducteur. La conception de la présente invention permet de fabriquer le cryostat 10 à moindre cout. En particulier, le boîtier métallique agit en tant que moule, ce qui permet de fabriquer le revêtement intérieur 22 directement dans le boîtier métallique, et de supprimer ainsi la réalisation d'un processus de moulage séparé. Tout d'abord, le boîtier métallique est formé en soudant ou en alésant une pièce unique de matériau métallique, ce qui peut être accompli par n'importe quel procédé traditionnel. Un fond en fibre de verre, ayant des ouvertures prévues pour les tubes 23, est ensuite formé à l'intérieur du boîtier métallique. La couche isolante porteuse 20 est ensuite placée au-dessus des surfaces intérieures du réservoir métallique, y compris le fond en fibre de verre. Par exemple, la couche isolante porteuse 20 comprend des panneaux en fibre de verre poreux qui sont placés sur les surfaces intérieures du boîtier. Ensuite, des feuilles de polymère en résine minces sont posées sur la couche 20 pour éviter que les matériaux fibreux provenant du revêtement 22, quels qu'ils soient, ne pénètrent dans la couche 20. Le revêtement 22 est ensuite formé en déposant du bois de balsa et des fibres de verre sèches sur les panneaux en fibre recouverts de la feuille 20, puis grâce à une infiltration de résine assistée par dépression. Bien que la présente invention ait été décrite ci-dessus par rapport aux modes de réalisation particuliers, il apparaîtra à l'homme du métier que de nombreuses modifications et variantes peuvent être apportées à ces conceptions sans s'écarter de l'esprit et des attributs essentiels de la présente invention. En conséquence, il faut faire référence aux revendications jointes, plutOt qu'à la description qui précède, qui indiquent la portée de l'invention. Les descriptions fournies sont uniquement données à des fins d'illustrations et ne sont pas destinés à limiter l'invention.
Claims (20)
1. Cryostat (10) pour transformateur supraconducteur, ledit transformateur ayant un noyau (32) muni d'une pluralité de branches (36) et un ensemble de bobines supraconductrices (30) disposé autour de chaque branche, chacun desdits ensembles de bobine transformant le courant à une phase distincte, le cryostat comprenant: une coque extérieure (18) non perméable au gaz et un revêtement interne (22) disposé à l'intérieur de la coque extérieure, où le revêtement et la coque définissent un réservoir (12) pour contenir un réfrigérant cryogénique (34) et pour contenir les ensembles de bobine (30); une couche isolante (20) de cadre porteur, disposée entre la coque extérieure (18) et le revêtement (22);
et une première pluralité de tubes (23) s'étendant à travers du réservoir, autour de chacun desdits tubes étant enroulés des ensembles de bobines (30), où les branches (36) du noyau (32) passent à travers les tubes de telle sorte que les ensembles de bobines (30) contiennent les branches.
2. Cryostat selon la revendication 1, caractérisé en ce que la coque extérieure (18) comprend un cadre métallique porteur.
3. Cryostat selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le revêtement interne (22) est construit à partir d'un matériau composite fibreux.
4. Cryostat selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce qu'une feuille métallique est formée d'un seul tenant avec le revêtement (22) de façon à réduire la vitesse de perméation de gaz du revêtement interne.
5.
Cryostat selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le revêtement (22) comprend une protection diélectrique formée d'un seul tenant avec celui-ci.
6. Cryostat selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la couche isolante (20) est construite à partir d'un matériau d'isolation électriquement non conducteur et porteur.
7. Cryostat selon la revendication 6, caractérisé en ce que la couche isolante est choisie dans un groupe constitué par des panneaux en fibre de verre, de la poudre et des microsphères.
8. Cryostat selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une dépression est maintenue entre la coque extérieure (18) et le revêtement interne (22).
9.
Cryostat selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la coque extérieure (18) comprend des bandes d'isolation électrique (16) pour empêcher la formation de courants de Foucault causés par le flux magnétique parasite en provenance du noyau.
10. Cryostat selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une seconde pluralité de tubes (26) montés à l'intérieur de la première pluralité de tubes (23) de façon à définir un espace entre eux, dans lequel lesdites branches (36) passent à travers lesdits seconds tubes (26).
11. Cryostat selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'un isolant thermique (38) est disposé à l'intérieur de l'espace entre la première pluralité de -tubes (23) et la seconde pluralité de tubes (26).
12.
Cryostat selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'isolant thermique (38) disposé entre les tubes comprend un panneau en fibre de verre sous vide, de la poudre sous vide ou des microsphères sous vide.
13. Cryostat selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'isolant thermique (38) disposé entre les tubes comprend un isolant multicouche construit à partir de feuilles de polymère aluminisé.
14. Cryostat selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le revêtement interne (22) comprend des éléments de dilatation thermique flexibles formés d'un seul tenant à l'intérieur du matériau composite.
15. Cryostat selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la coque extérieure (18) est métallique.
16.
Cryostat selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la couche isolante (20) est poreuse.
17. Cryostat selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la couche isolante (20) est en contact thermique avec ledit revêtement (22).
18. Cryostat selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le revêtement interne est électriquement non conducteur.
19. Cryostat selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le réservoir (12) comprend une pluralité de composants électriques.
20. Cryostat selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le réservoir (12) comprend une pluralité de connexions électriques internes du transformateur.
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