[發明專利]一種制冷裝置

有效

• 申請號: 202011431229.2
• 申請日: 2020-12-10
• 公開（公告）號: CN112542270B
• 公開（公告）日: 2022-08-16
• 發明（設計）人: 吳小辰;胡子珩;余建國;章彬;汪楨子;王琦;汪偉;王哲
• 申請（專利權）人: 深圳供電局有限公司
• 主分類號: H01B12/16
• 分類號: H01B12/16
• 代理公司: 深圳匯智容達專利商標事務所(普通合伙) 44238
• 代理人: 徐文城

1.一種制冷裝置，應用于超導電纜的冷卻，其特征在于，至少包括制冷主模塊；所述制冷主模塊包括制冷機組、氮再液化器、過冷液氮杜瓦以及循環液氮換熱器，所述過冷液氮杜瓦上設置有液氮出口和液氮進口；所述過冷液氮杜瓦中存放有過冷液氮，所述循環液氮換熱器設置于所述過冷液氮杜瓦中的過冷液氮中；所述氮再液化器設置于所述過冷液氮杜瓦的上方，并與所述過冷液氮杜瓦連通；所述制冷機組設置于所述氮再液化器的上方；

所述循環液氮換熱器一端與所述液氮出口通過管道連通，另一端與所述液氮進口通過管道連通，液氮從所述液氮出口流出經過超導電纜的液氮通道為超導電纜冷卻后通過所述液氮進口回流至所述制冷主模塊，形成制冷裝置的液氮循環；

所述循環液氮換熱器用于將回流至所述循環液氮換熱器中的循環液氮與所述過冷液氮杜瓦中的過冷液氮進行換熱，以對回流至所述循環液氮換熱器中的循環液氮進行冷卻，冷卻后的循環液氮從所述液氮出口流出至超導電纜；

所述過冷液氮杜瓦中的部分過冷液氮進行換熱后蒸發進入所述氮再液化器中；所述制冷機組用于對進入所述氮再液化器中氣體進行冷凝得到冷卻液氮，冷凝得到的冷卻液氮在重力作用回流至所述過冷液氮杜瓦中；

所述制冷裝置還包括制冷備用模塊，所述制冷備用模塊用于當所述制冷機組出現故障無法提供相應冷量時，通過抽走所述過冷液氮杜瓦中的氮氣，降低所述過冷液氮杜瓦中的壓力，維持所述過冷液氮杜瓦中的過冷液氮在目標溫度范圍；

所述制冷備用模塊包括真空泵、緩沖罐、調節閥、空浴式汽化器；所述真空泵一端、緩沖罐、調節閥、空浴式汽化器一端通過管道依次連接；

所述過冷液氮杜瓦的側壁上設置有第三通孔；

所述空浴式汽化器的另一端通過管道與所述第三通孔連通；所述真空泵用于提供抽空動力，所述緩沖罐和調節閥用于將抽空壓力穩定在目標范圍內，所述空浴式汽化器用于將低溫氮氣加熱至室溫；

所述制冷裝置還包括測控模塊和第一傳感器模塊；所述測控模塊分別與所述第一傳感器模塊、所述制冷機組以及所述制冷備用模塊電連接；

所述第一傳感器模塊用于實時檢測所述過冷液氮杜瓦中的液氮狀態參數，并將運行狀態參數發送給所述測控模塊；

所述測控模塊用于響應于接收到所述過冷液氮杜瓦中的液氮狀態參數，根據所述過冷液氮杜瓦中的液氮狀態參數判斷所述制冷機組是否故障，若所述制冷機組故障，則生成第一控制指令和第二控制指令，將所述第一控制指令發送至所述制冷機組，并將所述第二控制指令發送至所述制冷備用模塊；

所述制冷機組還用于響應于接收到所述第一控制指令，進行停機；

所述制冷備用模塊還用于響應于接收到所述第二控制指令，進行啟動，通過抽走所述過冷液氮杜瓦中的氮氣，降低所述過冷液氮杜瓦中的壓力，維持所述過冷液氮杜瓦中的過冷液氮在目標溫度范圍。

2.根據權利要求1所述的制冷裝置，其特征在于，所述過冷液氮杜瓦的頂部設置有第一通孔和第二通孔，所述第一通孔遠離所述循環液氮換熱器設置，所述第二通孔靠近所述循環液氮換熱器設置；所述氮再液化器的底部設置有液氮回流通孔，右側壁上設置有氮氣進孔；所述液氮回流通孔與所述第一通孔連通，且所述液氮回流通孔與所述第一通孔上下對應布置；所述氮氣進孔與所述第二通孔通過管道連通。

3.根據權利要求2所述的制冷裝置，其特征在于，所述液氮回流通孔與所述第一通孔均為圓形孔，且兩者孔徑相同；所述氮氣進孔與所述第二通孔均為圓形孔，且兩者孔徑相同；所述第二通孔的孔徑小于所述第一通孔的孔徑。

4.根據權利要求2所述的制冷裝置，其特征在于，所述循環液氮換熱器包括第一換熱器和第二換熱器；所述第一換熱器一端與所述液氮進口連接，另一端與所述第二換熱器一端連接；所述第二換熱器另一端與所述液氮出口連接。

5.根據權利要求1所述的制冷裝置，其特征在于，所述第一傳感器模塊包括溫度傳感器、液位傳感器和第一壓力傳感器；所述溫度傳感器用于實時檢測所述過冷液氮杜瓦中的液氮溫度參數；所述液位傳感器用于實時檢測所述過冷液氮杜瓦中的液氮液位參數；所述第一壓力傳感器用于實時檢測所述過冷液氮杜瓦中的液氮壓力參數；所述過冷液氮杜瓦中的液氮狀態參數包括所述液氮溫度參數、液氮液位參數和液氮壓力參數。