一种射流闪蒸冲击冷却的液氮过冷系统技术方案

本发明专利技术公开了一种射流闪蒸冲击冷却的液氮过冷系统，涉及低温制冷和冷却技术领域，包括液氮储罐、过冷箱、加热器、真空泵、低温泵和待冷却超导设备，过冷箱包括端盖、筒体、过冷换热器和扰流装置，过冷换热器设有中空冷板，真空泵将其中压力维持在粗真空状态，过冷箱中的部分液氮经冷板壁面开设的射流孔进入冷板中空层中发生闪蒸形成低温的两相射流冲击冷却冷板，进而冷却过冷箱中液氮，扰流装置增强换热，过冷箱中的液氮被过冷换热器冷却至过冷状态后经低温泵增压进入待冷却超导设备吸收热量之后回到过冷箱中，液氮储罐补充过冷换热器消耗的液氮，本发明专利技术在过冷箱中实现了射流冲击冷却和扰流强化换热，过冷系统具有换热效率高、换热效果好的优点。换热效果好的优点。换热效果好的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种射流闪蒸冲击冷却的液氮过冷系统


[0001]本专利技术涉及低温制冷和冷却相关
，具体为一种射流闪蒸冲击冷却的液氮过冷系统。

技术介绍

[0002]随着超导技术迅速发展，超导电缆、超导磁体、超导电机等设备中广泛应用了高温超导材料。超导体必须在临界温度以下才具有超导特性，而在超导设备中常面临交流损耗、涡流损耗和环境漏热等因素带来的热负荷，因此超导设备必须配备相应的低温制冷和冷却系统。此外，根据超导体的温度特性，在临界温度下进一步降低运行温度可以提升超导体的通流性能。
[0003]开环式液氮减压制冷系统因其简单可靠、设备和运行成本低、液氮安全无污染等优点在超导设备的制冷系统中有很多的应用。开环式制冷利用工质的潜热吸收热量，根据减压降温原理降低气化压力后可以进一步降低制冷温度，液氮常压下沸点约为77K，压力降低至17kPa时制冷温度可达65K，可以满足常见的高温超导材料的冷却温度需求。
[0004]开环式液氮减压制冷常用的过冷箱形式有满液式和非满液式两种。满液式过冷箱中，过冷换热器内部流动着较高压力的过冷液氮，外部为低压的饱和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种射流闪蒸冲击冷却的液氮过冷系统，其特征在于：包括液氮储罐(1)、过冷箱(2)、加热器(3)、真空泵(4)、低温泵(5)和待冷却超导设备(6)，所述过冷箱(2)包括端盖(7)、筒体(8)、过冷换热器(9)和扰流装置(21)，所述液氮储罐(1)和低温泵(5)分别管路连接在过冷箱(2)的两端，所述待冷却超导设备(6)的两端分别管路连接过冷箱(2)和低温泵(5)，所述加热器(3)的两端分别管路连接过冷箱(2)和真空泵(4)；所述端盖(7)固定连接在筒体(8)的上端，所述过冷换热器(9)固定安装在过冷箱(2)的内部，所述端盖(7)固定连接有用于往筒体(8)内导入液氮的液氮进口通道(71)，所述筒体(8)的下端固定连接有用于导出液氮的液氮出口通道(81)，所述液氮出口通道(81)的一端固定连接低温泵(5)，所述过冷换热器(9)具有环形腔体，所述环形腔体上部有氮气出口通道(91)，所述端盖(7)开设有过冷换热器安装孔(72)，所述氮气出口通道(91)固定插接在过冷换热器安装孔(72)内；所述过冷换热器(9)的环形腔体下部有多个中空的冷板(92)，所述冷板(92)与过冷换热器(9)的环形腔体相互连通，所述冷板(92)的内部开设有中空层，所述冷板(92)表面开设有射流孔，所述射流孔与冷板(92)的内部中空层、过冷箱(2)的主腔体相互连通。2.根据权利要求1所述的一种射流闪蒸冲击冷却的液氮过冷系统，其特征在于：所述扰流装置(21)包括扰流叶轮(10)、轴承(11)、驱动电机(12)，所述扰流叶轮(10)具有多个均匀分布的叶片，所述扰流叶轮(10)转动安装在过冷箱(2)的主腔体内，所述绕流叶轮(10)位于过冷换热器(9)的内侧，所述扰流叶轮(10)的轴心与过冷换热器(9)的环形腔体的轴心重合，所述绕流叶轮(10)的外径小于过冷换热器(9)的环形腔体的内径；所述端盖(7)的上端固定安装有用于安装驱动电机(12)的驱动电机安装板(74)，所述端盖(7)开设有用于安装轴承(11)的轴承安装孔(75)，所述扰流叶轮(10)的上端固定连...

【专利技术属性】
技术研发人员：李育隆，高远，容诚钧，马恩泽，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：