超导电缆冷却系统技术方案

本发明专利技术公开了一种结构简单、提供较大的制冷量的超导电缆冷却系统，包括储液罐、冷凝罐、供液罐、两个终端罐以及抽真空装置；所述储液罐内安装有低温泵，该低温泵将液氮从储液罐经冷凝罐深度冷却后，进入到两终端罐的第一终端罐内，然后经超导电缆进行冷却，冷却后的液氮在经过第二终端罐流入到储液罐中。而冷凝罐中的液氮利用抽真空装置抽成负压，降压降温，其内的液氮温度过冷，从而达到对上述循环液氮的深度冷却。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种冷却系统，特别是指一种超导电缆冷却系统。
技术介绍
超导电缆具有功率输送密度高、损耗小、体积小、重量轻、单位长度电抗值小的特点，在电力行业可以实现低压大电流高密度输电，减少城市用地，符合环保和节能的发展要求。冷却超导电缆的冷却系统的研究也就成为制冷低温
的重要研究课题；基于超导电缆最佳工作温区是50K 90K，而目前国内的冷却系统的制冷量不足，这样，制冷液(一般是液氮)在超导电缆内发生汽化，汽化很可能损坏电缆带材，易大大降低电缆的临界电流
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种结构简单、提供较大的制冷量的超导电缆冷却系统。为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是一种超导电缆冷却系统，包括储液罐、冷凝罐、供液罐、两个终端罐以及抽真空装置；所述储液罐上设有进液口和出液口，所述储液罐内安装有低温泵，该低温泵的出口端与该储液罐的出液口连通，低温泵的入口端与储液罐内腔连通；所述冷凝罐上设有进液口、出液口、抽真空口、供液口、加液口，所述冷凝罐内部设有将冷凝罐的进液口和出液口连通的热交换管，所述抽真空装置连接抽真空口 ；所述供液罐上设有加液口和出液口 ；所述两个终端罐均设有进液口、出液口以及供电接口，其中第一终端罐的出液口与第二终端罐的进液口之间连通有超导电缆；所述储液罐的出液口与冷凝罐的进液口之间、冷凝罐的出液口与第一终端罐的进液口之间、第二终端罐的出液口与储液罐的进液口之间均通过绝热管路连通；所述供液罐的出液口与冷凝罐的加液口之间通过供液管路连通。作为一种优选的方案，所述抽真空装置包括真空泵和真空管路，该真空管路将真空泵和冷凝罐的抽真空口连通，所述真空管路上设有安全阀、加热器和稳压阀。作为一种优选的方案，所述储液罐上设有稳压装置。作为一种优选的方案，所述稳压装置包括汽化器，该汽化器的一端与储液罐连通，另一端与低温泵的出口端连通。作为一种优选的方案，所述冷却系统还包括阀门箱，所述阀门箱上设有第一连通管和第二连通管，所述第一终端罐的进液口和冷凝罐的出液口通过第一连通管连通，所述第二终端罐的出液口与储液罐的进液口通过第二连通管连通，所述第一连通管上设有流量计、放空阀和截止阀，所述第二连通管上设有放空阀和截止阀。作为一种优选的方案，所述第一连通管和第二连通管之间还辅助导通管，该辅助导通管上设有截止阀。采用了上述技术方案后，本专利技术的效果是整个冷却系统利用液氮作为超导电缆冷却介质，利用深度过冷的液氮作为超导电缆冷却介质的冷媒，液氮的冷却循环路线为低温泵一储液罐出液口一冷凝罐进液口一热交换管一冷凝罐出液口一第一终端罐进液口一第一终端罐出液口一超导电缆一第二终端罐进液口一第二终端罐出液口一储液罐进液口；而冷凝罐的罐内也存有液氮用作冷媒，抽真空装置对冷凝罐内的局部气化成的N2抽走，使冷凝罐内的压强下降，这样冷凝罐内的液氮温度就进一步降低，这样，冷凝罐内的过冷的液氮与热交换管中的冷却介质液氮热交换，热交换管中的液氮进一步降温而深度过冷，从而提高整个冷却系统的制冷量，这样，冷却循环路线中的液氮的温度就非常的低，可确保对超导电缆进行冷却后的液氮的温度低于该气压下的气化温度，避免液氮气化损坏电缆带材和降低电缆的临界电流的现象发生。而冷凝罐中的液氮受热小部分又会气化成N2而被抽真空装置抽走，冷凝罐内的液氮就会少量减少，而供液罐内的液氮则对冷凝罐中冲液补充。又由于所述抽真空装置包括真空泵和真空管路，该真空管路将真空泵和冷凝罐的抽真空口连通，所述真空管路上设有安全阀、加热器和稳压阀，气化后的氮气的温度还是很低，那么需要经过加热器加热到常温状态排出，避免氮气排出端凝霜结雾的现象，而稳压阀可确保真空管路内的压强稳定。 又由于所述储液罐上设有稳压装置，所述稳压装置包括汽化器，该汽化器的一端与储液罐连通，另一端与低温泵的出口端连通。因此，低温泵将储液罐内的液氮抽出时，储液罐内的压强可能降低，此时，通过稳压装置的汽化器可将部分液氮气化在供入到储液罐内，从而保证储液罐的压力稳定。又由于所述冷却系统还包括阀门箱，所述阀门箱上设有第一连通管和第二连通管，所述第一终端罐的进液口和冷凝罐的出液口通过第一连通管连通，所述第二终端罐的出液口与储液罐的进液口通过第二连通管连通，所述第一连通管上设有流量计、放空阀和截止阀，所述第二连通管上设有放空阀和截止阀，因此，可通过阀门箱集中来控制整个超导电缆的冷却循环路线的开闭，操作方便，并且可计算进入第一终端罐的流量。又由于所述第一连通管和第二连通管之间还辅助导通管，该辅助导通管上设有截止阀，因此，在正常工作时辅助导通管是关闭状态，而在工作开始前，可打开辅助导通管上的截止阀，第一终端罐的进液口处的截止阀、第二终端罐的出液口处的截止阀关闭，这样，启动低温泵可对管路进行循环预冷。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图I是本专利技术实施例的两个终端罐、阀门箱、储液罐的结构布置图；图2是本专利技术实施例的冷凝罐、供液罐、抽真空装置的结构布置图；附图中1·兎一终2而_ ； 101.兎一终2而_的进液口 ；102·兎一终2而_的出液口 ；2.第二终端罐；201.第二终端罐的进液口 ；202.第二终端罐的出液口 ；3.储液罐；301.储液罐的进液口 ；302.储液罐的出液口 ；4.阀门箱；401.第一连通管；402.第二连通管；403.放空阀；404.流量计；405.辅助导通管；5.冷凝罐；501.冷凝罐的进液口 ；502.冷凝罐的出液口 ；503.加液口 ；504.抽真空口 ；505.供液口 ；6.供液罐；601.供液罐的加液口 ；602.安全阀；603.供液罐的出液口 ；7.抽真空装置；701.真空泵；702.稳压阀；703.加热器；704.真空管路；8.超导电缆；9.稳压装置；10.绝热管路；11.低温泵；12.热交换管；13.供液管路。具体实施例方式下面通过具体实施例对本专利技术作进一步的详细描述。如图I所不，一种超导电缆冷却系统，包括储液3、冷凝iig 5、供液iig 6、两个终端罐以及抽真空装置7;所述储液罐3上设有进液口和出 液口，所述储液罐3内安装有低温泵11，低温泵11设置在储液罐3内可确冷量不散失，该低温泵11的出口端与该储液罐3的出液口 302连通，低温泵11的入口端与储液罐3内腔连通，为了确保储液罐3的压力平稳，在储液罐3上连通有稳压装置9，所述稳压装置9包括汽化器，该汽化器的一端与储液罐3连通，另一端与低温泵11的出口端连通。也就是说，低温泵11在运行时会将储液罐3内的液氮抽入到绝热管路10中，此时，储液罐3的压强降低，设置与储液罐3上的压力表检测到后，由电控装置控制设置在汽化器出口端的电磁阀打开，液氮经过汽化器之后气化进入到储液罐3内，稳定储液罐3内的压力。所述冷凝罐5上设有进液口、出液口、抽真空口 504、供液口 505、加液口 503，所述冷凝罐5内部设有将冷凝罐5的进液口 501和出液口 502连通的热交换管12，而冷凝罐5的进液口 501与储液罐3的出液口 302连通，冷凝罐5的出液口 502通过第一终端罐的进液口 101连通。而冷凝罐5上的加液口 503用于给冷凝罐5内预先添加液氮，而冷凝罐5的供液口 505与供液罐6的出液口 603通过供液管路13连通，具体可将本文档来自技高网...

【技术保护点】
超导电缆冷却系统，其特征在于：包括储液罐、冷凝罐、供液罐、两个终端罐以及抽真空装置；所述储液罐上设有进液口和出液口，所述储液罐内安装有低温泵，该低温泵的出口端与该储液罐的出液口连通，低温泵的入口端与储液罐内腔连通；所述冷凝罐上设有进液口、出液口、抽真空口、供液口、加液口，所述冷凝罐内部设有将冷凝罐的进液口和出液口连通的热交换管，所述抽真空装置连接抽真空口；所述供液罐上设有加液口和出液口；所述两个终端罐均设有进液口、出液口以及供电接口，其中第一终端罐的出液口与第二终端罐的进液口之间连通有超导电缆；所述储液罐的出液口与冷凝罐的进液口之间、冷凝罐的出液口与第一终端罐的进液口之间、第二终端罐的出液口与储液罐的进液口之间均通过绝热管路连通；所述供液罐的出液口与冷凝罐的加液口之间通过供液管路连通。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：朱华，
申请(专利权)人：张家港韩中深冷科技有限公司，
类型：发明
国别省市：