[發(fā)明專利]一種引射式冷能回收低溫冷卻裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910669449.X
• 申請日: 2019-07-24
• 公開（公告）號: CN110398131B
• 公開（公告）日: 2020-06-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李翠;莊鈺涵;程亦薇;史佳敏;厲彥忠
• 申請（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號: F25D31/00
• 分類號: F25D31/00;F25B9/00;F25B40/06
• 代理公司: 西安智大知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61215
• 代理人: 賀建斌

一種引射式冷能回收低溫冷卻裝置，包括由氦氣壓縮機和低溫制冷機連接的一個氦制冷回路，以及由氦氣壓縮機、回?zé)崞鳌⒁淦鳌⒌蜏刂评錂C冷頭、需冷端和壓力調(diào)節(jié)閥連接的另一氦制冷回路，低溫制冷機與需冷端分隔開；低溫制冷機與低溫氦氣循環(huán)冷卻管路共用一個氦氣壓縮機，提高設(shè)備利用效率，降低成本支出；引射器使部分流體在低溫回路中循環(huán)，提供所需要的低溫條件，并且提升流體壓力，減少流經(jīng)壓縮機管路的氣量，降低壓縮機耗功，在系統(tǒng)中的使用可以減少換熱損失與流動阻力損失，提高裝置的換熱效率；將低溫制冷機與需冷端分隔開可有效降低制冷機振動對需冷端的影響，保持需冷端的平衡性；本發(fā)明能夠提供所需要的低溫條件，并回收低溫引射流體，結(jié)構(gòu)簡單，可提高設(shè)備的效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種低溫冷卻裝置，具體涉及一種引射式冷能回收低溫冷卻裝置。

背景技術(shù)

對某些金屬、合金和化合物來說，當(dāng)溫度降至絕對零度附近的某一特定溫度時，它們的電阻率突然減小至接近零，這種現(xiàn)象被稱為超導(dǎo)現(xiàn)象。超導(dǎo)材料具有零電阻和完全的抗磁性，因此用途非常廣闊，大致可分為三類：電子學(xué)應(yīng)用、大電流應(yīng)用和抗磁性應(yīng)用。電子學(xué)應(yīng)用包括超導(dǎo)微波器、超導(dǎo)計算機、超導(dǎo)天線等；大電流應(yīng)用包括超導(dǎo)發(fā)電、輸電和儲能等；抗磁性主要應(yīng)用于熱核聚變反應(yīng)堆等。

為了能夠?qū)崿F(xiàn)材料的超導(dǎo)特性，使材料在零電阻條件下工作，需要提供超低溫條件對材料進(jìn)行冷卻，常用的方法為浸入液態(tài)氦中。然而對于有些動設(shè)備，例如轉(zhuǎn)子發(fā)電機，其不具備浸入液氦冷卻的條件，因此可從設(shè)備的外部設(shè)置低溫氦管路循環(huán)來進(jìn)行冷卻。

由于低溫氦是在管路中循環(huán)來冷卻設(shè)備，而循環(huán)泵大多處于常溫工況，且采用逆流換熱器(回?zé)崞?對低溫氦進(jìn)行冷能回收，多余的冷量用于冷卻處于常溫的氦氣。采用該循環(huán)流程的缺點是流經(jīng)壓縮機的氣量較多，壓縮機耗功較大，系統(tǒng)整體效率較低。所有流體流經(jīng)流動阻力較大的回?zé)崞鳎枇p失較大。若直接使用低溫制冷機冷頭提供低溫，則制冷機的振動會對需冷端產(chǎn)生影響。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明的目的在于提供了一種引射式冷能回收低溫冷卻裝置，部分流體在低溫回路中循環(huán)，提供所需要的低溫條件，由于流經(jīng)壓縮機回路的氣量減少，從而降低壓縮機耗功和流動阻力損失，提高設(shè)備的效率。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：

一種引射式冷能回收低溫冷卻裝置，包括由氦氣壓縮機1和低溫制冷機2連接的一個氦制冷回路，以及由氦氣壓縮機1、回?zé)崞?、引射器4、低溫制冷機冷頭5、需冷端6和壓力調(diào)節(jié)閥7連接的另一氦制冷回路，低溫制冷機2與需冷端6分隔開，當(dāng)采用一個回?zé)崞?時，引射器4連接在回?zé)崞?和低溫制冷機冷頭5之間；當(dāng)采用兩個回?zé)崞鲿r，引射器4連接在回?zé)崞骱偷蜏刂评錂C冷頭5之間，或者引射器4連接在兩個回?zé)崞髦g。

一種引射式冷能回收低溫冷卻裝置，包括氦氣壓縮機1，氦氣壓縮機1的輸出一路與低溫制冷機2的輸入連接，和低溫制冷機2的輸入連通的低溫制冷機2的輸出和氦氣壓縮機1的輸入連接，使低溫制冷機2在其冷端產(chǎn)生20K的低溫；氦氣壓縮機1的輸出另一路與回?zé)崞?的第一熱流體入口端31連接，回?zé)崞?的第一熱流體出口端32與引射器4的進(jìn)口端41連接，引射器4的出口端43一路與低溫制冷機2的低溫制冷機冷頭5的入口端連接，低溫制冷機冷頭5的出口端與需冷端6的入口端連接，需冷端6的出口端與引射器的引射室入口42連接；引射器4的出口端43另一路與回?zé)崞?的第一冷流體入口端33連接，回?zé)崞?的第一冷流體出口端34與壓力調(diào)節(jié)閥7的入口端連接，壓力調(diào)節(jié)閥7的出口端與氦氣壓縮機1的輸入連接。