用于高温超导电缆的高真空多层柔性绝热管及制造方法技术

用于高温超导电缆的高真空多层柔性绝热管及制造方法，包括外管、内管、接口法兰，其特征在于：所述柔性绝热管中还包括：真空夹层(1)，位于所述内管和外管之间；多层绝热材料(2)，位于所述真空夹层内贴近所述内管外壁的一侧，用于绝热；所述内管外壁上具有凸起物(3)，以减少所述多层绝热材料与所述内管外壁的接触面积。本发明专利技术中的绝热管绝热材料与内管外壁的接触面积小，抽空效率高，隔热性能好，且本发明专利技术方法能对不同绝热管的漏热量数据进行准确地计算与模拟，为绝热管的设计和绝热管性能的验证提供有力保障。能的验证提供有力保障。能的验证提供有力保障。

【技术实现步骤摘要】
用于高温超导电缆的高真空多层柔性绝热管及制造方法


[0001]本专利技术涉及超导电缆领域，更具体地，涉及一种用于高温超导电缆的高真空多层柔性绝热管及制造方法。

技术介绍

[0002]超导技术在电力系统中的应用多种多样，也是近年来超导应用研究的主要方向之一。与电力电缆相比，超导电缆具有很大的优越性，例如：输电能力较强，成本节约、占用空间小、线路阻抗极低、输电损耗小、抗磁干扰能力强；允许采用相对较低的电压进行长距离输电，也可以地下输电从而避免超高压高空输电所带来的噪声、电磁污染和安全隐患，保护生态环境。
[0003]作为高温超导电缆中的重要部件，柔性绝热管能够确保其内部的超导带材长期处于固定的环境温度内，而不会因为漏热或热传递导致超导带材的传输性能受到影响。然而，现有技术中尚未提供一种能够针对绝热管的绝热性能和超导电缆的设计要求而精确合理的绝热管设计方案。
[0004]因此，亟需一种用于高温超导电缆的高真空多层柔性绝热管及制造方法。

技术实现思路

[0005]为解决现有技术中存在的不足，本专利技术的目的在于，提供一种用于高温超导电缆的高真空多层柔性绝热管及制造方法，该绝热管的内管外壁上具有凸起物，能够减少绝热材料与内管外壁的接触面积，从而提高真空夹层的抽空效率。另外，本专利技术的制造方法，通过对绝热管的漏热量进行计算从而准确预估绝热管的漏热，并获得最优的绝热管设计方案。
[0006]本专利技术采用如下的技术方案。
[0007]本专利技术第一方面，涉及一种用于高温超导电缆的高真空多层柔性绝热管，包括外管、内管、接口法兰，其中，柔性绝热管中还包括：真空夹层1，位于内管和外管之间；多层绝热材料2，位于真空夹层内贴近内管外壁的一侧，用于绝热；内管外壁上具有凸起物3，以减少多层绝热材料与内管外壁的接触面积。
[0008]优选地，内管外壁上的凸起物的高度位于3至5mm之间，用于减少多层绝热材料与内管外壁的接触面积，以提高真空夹层的抽空效率。
[0009]优选地，内管外壁上的凸起物等间隔地分布于内管外壁上。
[0010]优选地，多层绝热材料中包括多层绝热单元；其中，每层绝热单元中还至少包括反射屏材料与隔热材料，隔热材料为玻纤纸或化纤纸。
[0011]优选地，柔性绝热管真空夹层内还包括位于管中间位置的支承件4，位于管一端的除氢剂5，以及位于管另一端的低温吸附剂6；支承件4为绝热材料外螺旋缠绕的聚四氟乙烯管或带孔聚四氟乙烯环。
[0012]本专利技术第二方面，涉及一种如本专利技术第一方面中用于高温超导电缆的高真空多层
柔性绝热管的用于高温超导电缆的高真空多层柔性绝热管的制造方法，其中包括以下步骤：步骤1，基于波纹管内液氮流动仿真试验、超导电缆设计指标获取用于高温超导电缆的柔性绝热管的尺寸参数；步骤2，将预先设计的多层绝热材料置于量热器中以获取多层绝热材料的漏热量，并仿真获取支承件的导热量；步骤3，基于绝热管的绝热需求，对绝热管的内部结构进行设计，并基于漏热运算对绝热管内部结构的设计进行评价。
[0013]优选地，基于步骤1获得的柔性绝热管的尺寸参数至少包括：绝热管内管直径、外管直径。
[0014]优选地，步骤2中还包括：将预先设计的多层绝热材料置于量热器的测量筒和绝热被外侧的真空腔内；向保护筒中注入冷却剂以使量热器的温度等同于高温超导电缆；将量热器中的测量筒与流量计连接，对不同型号的预先设计的多层绝热材料的漏热量进行测量，以选取最优型号。
[0015]优选地，步骤2中还包括：对支承件的结构进行仿真，以获取支承件的结构温度和漏热分布。
[0016]优选地，步骤3中的漏热运算具体为：步骤3.1，基于柔性绝热管中内管、外管的材料、尺寸、温度以及内外管之间的辐射屏层数获取柔性绝热管中外管对内管的热辐射量取值；步骤3.2，基于真空夹层的真空度，内管、外管的尺寸、温度获取真空层的残余气体漏热量取值；步骤3.3，设定支承件的漏热量取值；步骤3.4，基于外管对内管的热辐射量取值、真空层的残余气体漏热量取值以及支承件的漏热量取值获取绝热管的热负荷总量。
[0017]本专利技术的有益效果在于，与现有技术相比，本专利技术中一种用于高温超导电缆的高真空多层柔性绝热管及制造方法，能够通过内管外壁上设置的凸起物，减少绝热材料与内管外壁的接触面积，提高真空夹层的抽空效率，从而确保绝热管的隔热效率。本专利技术中的绝热管制造方法，能够对不同的绝热管设计方案中的绝热管的漏热量数据进行准确地计算与模拟，以为绝热管的设计和绝热管性能的验证提供有力保障。
附图说明
[0018]图1为本专利技术中用于高温超导电缆的高真空多层柔性绝热管的结构示意图；
[0019]图2为本专利技术中用于高温超导电缆的高真空多层柔性绝热管的制造方法的步骤流程示意图；
[0020]图3为本专利技术中用于高温超导电缆的高真空多层柔性绝热管的制造方法中的量热器结构示意图；
[0021]图4为本专利技术中用于高温超导电缆的高真空多层柔性绝热管的制造方法中的量热器外观示意图；
[0022]图5为本专利技术中用于高温超导电缆的高真空多层柔性绝热管的制造方法中聚四氟乙烯管的支承件外部结构温度与导热分布仿真情况的示意图；
[0023]图6为本专利技术中用于高温超导电缆的高真空多层柔性绝热管的制造方法中聚四氟乙烯管的支承件内部结构温度与导热分布仿真情况的示意图。
[0024]附图标记：
[0025]1‑
真空夹层，
[0026]2‑
多层绝热材料，
[0027]3‑
凸起物，
[0028]4‑
支承件，
[0029]5‑
除氢剂，
[0030]6‑
低温吸附剂，
[0031]7‑
接口法兰，
[0032]8‑
真空腔，9
‑
测量筒，
[0033]10
‑
保护铜加液管，
[0034]11
‑
保护筒，
[0035]12
‑
绝热被，
[0036]13
‑
流量计。
具体实施方式
[0037]下面结合附图对本申请作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本申请的保护范围。
[0038]图1为本专利技术中用于高温超导电缆的高真空多层柔性绝热管的结构示意图。如图1所示，一种用于高温超导电缆的高真空多层柔性绝热管，包括外管、内管、接口法兰7。
[0039]柔性绝热管中还包括：真空夹层1，位于内管和外管之间；多层绝热材料2，位于真空夹层内贴近内管外壁的一侧，用于绝热；内管外壁上具有凸起物3，以减少多层绝热材料与内管外壁的接触面积。
[0040]在高真空多层绝热的研究过程中发现，多层绝热材料2的各个层间压强相对于残余夹层的压强通常要高1～2个数量级，这是由于多层绝热材料2之间仍然具有未被抽空的层间残余气体。由于层间残余气体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.用于高温超导电缆的高真空多层柔性绝热管，包括外管、内管、接口法兰，其特征在于：所述柔性绝热管中还包括：真空夹层(1)，位于所述内管和外管之间；多层绝热材料(2)，位于所述真空夹层内贴近所述内管外壁的一侧，用于绝热；所述内管外壁上具有凸起物(3)，以减少所述多层绝热材料与所述内管外壁的接触面积。2.根据权利要求1中所述的用于高温超导电缆的高真空多层柔性绝热管，其特征在于：所述内管外壁上的凸起物的高度位于3至5mm之间，用于减少所述多层绝热材料与所述内管外壁的接触面积，以提高所述真空夹层的抽空效率。3.根据权利要求2中所述的用于高温超导电缆的高真空多层柔性绝热管，其特征在于：所述内管外壁上的凸起物等间隔地分布于内管外壁上。4.根据权利要求1中所述的用于高温超导电缆的高真空多层柔性绝热管，其特征在于：所述多层绝热材料中包括多层绝热单元；其中，每层绝热单元中还至少包括反射屏材料与隔热材料，所述隔热材料为玻纤纸或化纤纸。5.根据权利要求1中所述的用于高温超导电缆的高真空多层柔性绝热管，其特征在于：所述柔性绝热管真空夹层内还包括位于管中间位置的支承件(4)，位于管一端的除氢剂(5)，以及位于管另一端的低温吸附剂(6)；所述支承件(4)为绝热材料外螺旋缠绕的聚四氟乙烯管或带孔聚四氟乙烯环。6.如权利要求1
‑
5中用于高温超导电缆的高真空多层柔性绝热管的用于高温超导电缆的高真空多层柔性绝热管的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，基于波纹管内液氮流动仿真试验、超导电缆设计指标获取用于高温超导电缆的柔性绝热管的尺寸参数；步骤2，将预先设计的多层绝热材料置于...

【专利技术属性】
技术研发人员：焦婷，张喜泽，韩云武，谢伟，宗曦华，杨建平，郑健，魏本刚，陈志越，黄逸佳，田祥，
申请(专利权)人：上海国际超导科技有限公司，
类型：发明
国别省市：