[發明專利]具有至少一條超導性電纜的裝置

在審

• 申請號: 201310388256.X
• 申請日: 2013-07-11
• 公開（公告）號: CN103545048A
• 公開（公告）日: 2014-01-29
• 發明（設計）人: E·馬贊;C-E·布魯澤克
• 申請（專利權）人: 尼克桑斯公司
• 主分類號: H01B12/16
• 分類號: H01B12/16;H01B12/14
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 侯宇

技術領域

本發明涉及一種裝置，其具有至少一個超導性電纜和圍繞所述電纜的用于輸送第一冷卻劑的第一低溫恒溫器，所述第一低溫恒溫器由兩個同軸的且彼此間隔的、在其間包圍有絕熱層的金屬管構成，并且所述第一低溫恒溫器在其整個長度上包圍出一個空腔，在所述空腔內設置電纜并且通過所述空腔在所述裝置運行時輸送第一冷卻劑，其中，使用溫度被冷卻至39K或更低的、液態或氣態的冷卻劑作為第一冷卻劑，并且其中，圍繞所述第一低溫恒溫器同軸地并且與之間隔地成形有用于輸送第二冷卻劑的第二低溫恒溫器，所述第二低溫恒溫器同樣由兩個同軸且彼此間隔安置的、其間包圍有絕熱層的金屬管構成，并且通過所述第二低溫恒溫器在所述裝置運行時輸送溫度為112K或更低的液化氣體。

背景技術

例如由DE?19?48?520?A1得知這種裝置。

超導性電纜具有由一種材料制成的電導體，這種材料在達到足夠低的溫度時轉變為超導狀態。相應構成的導體的直流電阻在足夠冷卻的情況下為零，只要確定的電流強度不超過臨界電流強度。適用于作超導物質的例如是以稀土元素為基礎的氧化物質(ReBCO)、尤其YBCO(釔鋇銅氧化物)、或BSCCO(鉍鍶鈣銅氧化物)。為了使這種材料處于超導狀態所達到的足夠低的溫度例如在67K和110K之間。適合的冷卻劑例如是氮、氦、氖、氫或是這些物質的混合物。因為所提供的溫度明顯高于絕對零度(-273.16℃=0K)，所以由相應物質制成的導體被稱為高溫超導體(HTS導體)。這也適用于另外的超導性的物質，例如二硼化鎂，當其轉變為超導狀態時，溫度約為同樣明顯高于0K的39K或更低。

由EP?2?234?122?B1獲得一種裝置，其中超導性電纜安置在低溫恒溫器內。低溫恒溫器由兩個同心的且相互間隔安置的金屬管組成，在兩個管之間包含有用作絕熱的真空隔離。所述的以稀土元素為基礎的氧化物作為超導性物質。例如使用液氮用于電纜的冷卻，通過通常的真空隔離的低溫恒溫器可以在很長的時間內使液氮保持在足夠低的冷卻溫度。在溫度低于63K時，不能使用液氮，因為液氮在上述溫度下會轉變為固態。此外，為了使冷卻劑達到相應更低的溫度必須提高費用，以便冷卻劑在更長的時間內保持足夠的冷卻。

在JP?2002352645?A中描述了一種具有超導性電纜的系統，其中使用二硼化鎂作為超導性材料。該電纜被由兩個彼此同心設置的管組成的低溫恒溫器包圍，在這兩個管之間設置有絕緣物。此外，這兩個管之間的空間被抽成真空。外側管被電絕緣物包圍，其上作為機械保護卷繞兩層鋼帶。

前述的DE?19?48?520?A1說明了一種裝置，其具有用于深度冷卻電纜的具有兩個彼此同心設置的低溫恒溫器的管道，兩個低溫恒溫器都由兩個同心的、其間包圍真空的管組成。通過這兩個低溫恒溫器輸送具有不同溫度的冷卻劑，例如液氦通過內側低溫恒溫器并且例如液氮通過外側低溫恒溫器。對于例如用作超導性電纜的電纜的適宜材料例如是鈮和鈦的合金或者鈮和鋯以及鈮錫化合物。

發明內容

本發明所要解決的問題在于，如此改進前述裝置，使得以簡單的方式方法也可以在該裝置中使用具有超導性材料的電纜，所述超導性材料為了達到超導狀態必須冷卻到39K或者更低的溫度，同時改善電纜的電氣特性。

按照本發明，所述技術問題如此解決，

-使用二硼化鎂作為超導性的材料，和

-在所述第一低溫恒溫器和所述第二低溫恒溫器之間的間隙內安置有耐高壓的絕緣物，所述絕緣物包圍著所述第一低溫恒溫器的外側管并且覆蓋其上，并且在所述裝置運行時，所述絕緣物被通過所述間隙輸送的液化氣體環繞沖刷并且被其浸透。

在所述裝置中，相對于氧化的超導材料可以使用價格低廉的二硼化鎂作為超導材料。這種材料相對于氧化物還具有更高的載流能力。所述裝置整體上被相對簡單地構造，因為第二低溫恒溫器在其結構上與第一低溫恒溫器相同并且能夠以相同的技術圍繞第一低溫恒溫器成形。第二低溫恒溫器自身對于在第一低溫恒溫器中引導的冷卻劑而言意味著針對來自外部的熱滲透增大了防護。通過在裝置工作時由第二低溫恒溫器輸送的液化的氣體而顯著提高了第二低溫恒溫器的屏蔽效果。第二低溫恒溫器由此整體上具有第一低溫恒溫器的隔熱罩的效果，使得在其內導引的冷卻劑在相對較長的路段(所述裝置沿著該路段敷設)上可以保持足夠低的冷卻溫度。在第二低溫恒溫器內安置的、包圍第一低溫恒溫器的外側管的并且覆蓋其上的耐高壓的絕緣物通過液化氣體對其環繞沖刷并且通過將絕緣物浸透在液化氣體中，而顯著改善了介電值。

附圖說明

以下附圖中示出本發明的技術方案的實施例。在附圖中：