[發(fā)明專利]一種高溫超導(dǎo)電纜分流制冷方法及實(shí)現(xiàn)該方法的制冷分流箱

有效

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• 申請日: 2012-04-19
• 公開（公告）號: CN102637482A
• 公開（公告）日: 2012-08-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 洪輝;陳志福;牛國俊
• 申請（專利權(quán)）人: 北京云電英納超導(dǎo)電纜有限公司
• 主分類號: H01B12/16
• 分類號: H01B12/16;F25B41/00
• 代理公司: 北京北新智誠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11100
• 代理人: 朱麗華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種低溫制冷設(shè)備，尤其涉及一種主要用于長距離高溫超導(dǎo)電纜制冷分流箱及高溫超導(dǎo)電纜分流制冷方法。

背景技術(shù)

隨著高溫超導(dǎo)材料制造工藝和超導(dǎo)電纜制備技術(shù)的發(fā)展，超導(dǎo)電纜的長度不斷增加，傳輸容量不斷增大。高溫超導(dǎo)電纜的實(shí)際工程應(yīng)用正在逐漸開展。由于工作在液氮溫度的超導(dǎo)電纜的本體、管道會從環(huán)境吸收熱量以及超導(dǎo)電纜本身傳輸電能的損耗，傳輸距離的增加勢必導(dǎo)致超導(dǎo)電纜熱負(fù)荷的增加。這對高溫超導(dǎo)電纜的制冷系統(tǒng)提出了更高的要求。

短距離高溫超導(dǎo)電纜的制冷系統(tǒng)普遍采用制冷機(jī)制冷、液氮閉式循環(huán)、抽空減壓備份的制冷方式。只需要一組制冷機(jī)、低溫泵、抽空減壓、液氮儲槽、監(jiān)控系統(tǒng)，就能滿足超導(dǎo)電纜正常運(yùn)行所需的制冷量及循環(huán)能力。這些部件集中在一起，組成一個制冷站。制冷站能實(shí)現(xiàn)制冷、加壓循環(huán)、備用制冷、參數(shù)測量、控制等功能。

但是，對于長距離（公里級）高溫超導(dǎo)電纜，由于超導(dǎo)電纜和低溫技術(shù)的限制，一個制冷站很難在幾公里內(nèi)將高溫超導(dǎo)電纜內(nèi)的液氮維持在過冷狀態(tài)，并形成循環(huán)。因此，為了使高溫超導(dǎo)電纜中的液氮保持在過冷狀態(tài)，有必要在電纜中的液氮汽化之前為其提供制冷量和循環(huán)動力。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種高溫超導(dǎo)電纜分流制冷方法，其可以解決現(xiàn)有技術(shù)中高溫超導(dǎo)電纜單個制冷站制冷能力的不足，解決長距離高溫超導(dǎo)電纜的制冷問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下設(shè)計(jì)方案：

一種高溫超導(dǎo)電纜分流制冷方法，其方法如下：將高溫超導(dǎo)電纜本體中的液氮一部分分流出本體，進(jìn)行制冷后再送回本體，其余未分流部分留在本體內(nèi)維持本體內(nèi)的低溫狀態(tài)。

所述的高溫超導(dǎo)電纜分流制冷方法具體步驟如下：

1）設(shè)立制冷站，在制冷站中置有動力設(shè)備和制冷設(shè)備；

2）在制冷站區(qū)域內(nèi)，建立一高溫超導(dǎo)電纜制冷分流箱：利用一組雙層管道沿超導(dǎo)電纜本體建立一主管路及一液氮分流支路，其中，所述的主管路直接套設(shè)在超導(dǎo)電纜本體上，所述的液氮分流支路包括一對出、入分支管路，該出、入分支管路分別通過第一、第二三通與超導(dǎo)電纜本體的液氮流經(jīng)管路聯(lián)通；將液氮分流支路的出、入分支管路分別通過接頭與對應(yīng)的制冷站中的動力設(shè)備和制冷設(shè)備聯(lián)通，并用閥門控制液氮的流量；

3）雙層管道中填入由絕熱紙和高反射率薄膜組成絕熱材料，并將雙層管道間抽真空至10^-2?Pa以下；

4）通過接頭使制冷分流箱與高溫超導(dǎo)電纜連接，超導(dǎo)電纜導(dǎo)電部分沿直線方向直接穿入分流箱的液氮流經(jīng)主路；

5）啟動工作，打開通向制冷站的閥門，液氮通過接頭從超導(dǎo)電纜本體流入分流箱管道，在第一三通處分流，其中一股進(jìn)入制冷站，另一股直接通過分流箱的主管路；

6）進(jìn)入制冷站的一股液氮進(jìn)行制冷后，再經(jīng)第二三通回流到超導(dǎo)電纜本體，與通過分流箱主管路的液氮匯合。

所述的高溫超導(dǎo)電纜分流制冷方法中，對于高溫超導(dǎo)電纜本體內(nèi)通過不同通道流通的液氮分別配置安裝不同的制冷分流箱；對應(yīng)若干制冷站的高溫超導(dǎo)電纜制冷分流箱的結(jié)構(gòu)相互相同或相互不相同，對應(yīng)各制冷站的分流箱的結(jié)構(gòu)采用等直徑或異直徑中的一種結(jié)構(gòu)形式。

所述高溫超導(dǎo)電纜分流制冷方法適用于熱絕緣超導(dǎo)電纜及冷絕緣超導(dǎo)電纜。

本發(fā)明的另一目的是提供一種可實(shí)現(xiàn)上述方法的高溫超導(dǎo)電纜制冷分流箱。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下設(shè)計(jì)方案：

一種高溫超導(dǎo)電纜制冷分流箱，其包括：

利用一組管道建立一主管路及一液氮分流支路；其中，所述的主管路直接套設(shè)在超導(dǎo)電纜本體上，所述的主管路包括分流前、分流后及回流后三段管道；?

所述的液氮分流支路包括一對出、入分支管路，該出、入分支管路分別通過三通與主管路聯(lián)通；

所述液氮分流支路的出、入分支管路分別通過接頭連接一個制冷站。

所述高溫超導(dǎo)電纜制冷分流箱分流后的管道與分流前管道的直徑為等直徑或異直徑,其中,當(dāng)兩者為異直徑時,?分流后的管道的直徑要小于分流前管道的直徑。

所述高溫超導(dǎo)電纜制冷分流箱的液氮分流支路與制冷站聯(lián)通的管路中設(shè)有可調(diào)節(jié)流出電纜的液氮流量的閥門。

所述高溫超導(dǎo)電纜制冷分流箱的主管路及液氮分流支路的一對出、入分支管路均由內(nèi)外兩層不銹鋼管鋼管組成，內(nèi)層鋼管與外層鋼管之間留有間隙，所述內(nèi)、外層鋼管之間纏繞若干絕熱材料層，該絕熱材料由絕熱紙和高反射率薄膜組成。