CN105355319B - 一种用于超导电缆的低温恒温器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于超导电缆的低温恒温器，所述超导电缆包括位于电缆轴心的电缆骨架和所述电缆骨架向外依次设置的超导带材、绝缘带、低温保持内管、绝缘层和外护套；所述低温恒温器包括与所述超导电缆同轴心设置的所述外护套向外依次设置的冷却套管、真空套管、液氮冷屏套管和外壳，与发热量测量装置连接的所述冷却套管两端分别与存有液氮的液氮冷屏相连。本发明提供的一种用于超导电缆的低温恒温器，以满足超导电缆的低温要求、实时监控电缆本体的发热量、降低生产和使用成本。
Description
技术领域
本发明涉及低温技术加工设备，具体讲涉及一种用于超导电缆的低温恒温器。
背景技术
现有的超导电缆为有陶瓷材料的复合材料制成的电导线，这种陶瓷材料在足够低的温度下进入超导性状态。在足够的冷却下，只要不超过特定的电流强度，相应构造的导线的直流电阻为零。所以需一种用于超导电缆的低温恒温器满足超导电缆的低温要求。
采用连续流动低温恒温器的现有低温恒温器存在以下不足：①结构复杂、消耗液氦快，生产成本高和使用成本高。②不具备流量计，无法测量流量，计算出电缆本体的发热量。③密封性差，容易进行热传导，从而形成较大范围的热交换，从而使冷却液的消耗增大，不利于节省资源。
为此，需要提供一种用于超导电缆的低温恒温器，以满足超导电缆的低温要求、实时监控电缆本体的发热量、降低生产和使用成本。
发明内容
要解决的上述问题是由下述技术方案实现的：提供一种用于超导电缆的低温恒温器，所述超导电缆包括位于电缆轴心的电缆骨架和所述电缆骨架向外依次设置的超导带材、绝缘带、低温保持内管、绝缘层和外护套；所述低温恒温器包括与所述超导电缆同轴心设置的所述外护套向外依次设置的冷却套管、真空套管、液氮冷屏套管和外壳，
与发热量测量装置连接的所述冷却套管两端分别与存有液氮的液氮冷屏相连。
所述液氮冷屏为由与所述冷却套管同轴心设置的X向液氮管和与所述X向液氮管轴向垂直设置的Y向液氮管组成的T字形冷屏。
所述X向液氮管和冷却套管之间设有沿其径向设置的隔温板；所述隔温板设有与其表面垂直设置的液氮孔，所述液氮冷屏内的液氮通过所述液氮孔流入所述冷却套管内。
设置在所述冷却套管一端的所述液氮冷屏设有垂直于所述X向液氮管轴向连接的氮气排放管；
设置在所述冷却套管另一端的所述液氮冷屏设有与所述X向液氮管同轴心设置的T字形活塞；所述T字形活塞与设置在所述液氮冷屏端点的电缆装配槽活动连接。
所述Y向液氮管内腔为螺旋形，其上端设有法兰盖板；所述法兰盖板设有与其表面垂直设置的电流引线固定孔和液位计固定孔，所述液位计固定孔内设有下端与所述液氮冷屏底部相连的柱形液位计。
所述低温恒温器径向方向设有从外向内依次穿过所述外壳、液氮冷屏套管和真空套管，与所述冷却套管相连的集气管。
所述发热量测量装置包括与所述集气管相连的汽化器和与所述汽化器串联设置的排气管道；
所述排气管道由并联设置的两条管道组成，其中一条管道上设有阀门和气体流量计，另一条管道上设有放空阀门。
在所述冷却套管上侧的所述液氮冷屏套管两端设有与所述液氮冷屏相连的输液管道。
所述超导电缆两端分别与设有升流器的交流电源相连。
所述低温恒温器外侧设有连有液氮储罐的供氮瓶，所述供氮瓶与设置在所述低温恒温器轴向垂直方向的液氮进液管相连。
与最接近的现有技术比，本发明提供的技术方案具有如下有益效果：
1、本申请提供的用于超导电缆的低温恒温器，可以满足超导电缆的低温要求、实时监控电缆本体的发热量、生产和使用成本低的优异效果。
2、本申请提供的低温恒温器采用封闭集热管道，高真空多层绝热，具有系统冷损失小、制冷效果好的优异效果。
3、本申请提供的低温恒温器采用在冷却套管两端设置液氮冷屏的结构，具有系统冷损失小、制冷效果好的优异效果。
4、本申请提供的低温恒温器采用液氮从位于高位的液氮冷屏套管流向位于低位的液氮冷屏的结构，可以保证液氮冷屏内部充满液氮。
5、本申请提供的低温恒温器采用在隔温板两端设有液氮孔的结构设计，可避免液氮冷屏中的氮气进入冷却套管，保证发热量测量装置长时间准确测量超导电缆的发热量。
附图说明
图1为本发明提供的低温恒温器结构示意图；
图2为本发明提供的图1中A部分局部放大图；
图3为本发明提供的低温恒温器与发热量测量装置连接示意图；
其中，1—冷却套管、2—真空套管、3—液氮冷屏套管、4—外壳、5—液氮冷屏、6—隔温板、7—氮气排放管、8—T字形活塞、9—电流引线固定孔、10—柱形液位计、11—集气管、12—发热量测量装置、13—汽化器、14—气体流量计、15—升流器、16—交流电源、18—液氮储罐、19—供氮瓶、20—液氮进液管、21—低温恒温器、22—输液管道、23—超导电缆。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
如图1所示，一种用于超导电缆的低温恒温器，所述超导电缆23包括位于电缆轴心的电缆骨架和所述电缆骨架向外依次设置的超导带材、绝缘带、低温保持内管、绝缘层和外护套；所述低温恒温器包括与所述超导电缆23同轴心设置的所述外护套向外依次设置的冷却套管1、真空套管2、液氮冷屏套管3和外壳4，
与发热量测量装置12连接的所述冷却套管1两端分别与存有液氮的液氮冷屏5相连。
所述液氮冷屏5为由与所述冷却套管1同轴心设置的X向液氮管和与所述X向液氮管轴向垂直设置的Y向液氮管组成的T字形冷屏。
所述X向液氮管和冷却套管1之间设有沿其径向设置的隔温板6；所述隔温板6设有与其表面垂直设置的液氮孔，所述液氮冷屏5内的液氮通过所述液氮孔流入所述冷却套管1内。
设置在所述冷却套管1一端的所述液氮冷屏5设有垂直于所述X向液氮管轴向连接的氮气排放管7；
设置在所述冷却套管1另一端的所述液氮冷屏5设有与所述X向液氮管同轴心设置的T字形活塞8；所述T字形活塞8与设置在所述液氮冷屏5端点的电缆装配槽活动连接。
所述Y向液氮管内腔为螺旋形，其上端设有法兰盖板；所述法兰盖板设有与其表面垂直设置的电流引线固定孔9和液位计固定孔，所述液位计固定孔内设有下端与所述液氮冷屏5底部相连的柱形液位计10。
如图2所示，所述低温恒温器径向方向设有从外向内依次穿过所述外壳4、液氮冷屏套管3和真空套管2，与所述冷却套管1相连的集气管11。
如图3所示，所述发热量测量装置12包括与所述集气管11相连的汽化器13和与所述汽化器13串联设置的排气管道；
所述排气管道由并联设置的两条管道组成，其中一条管道上设有阀门和气体流量计14，另一条管道上设有放空阀门。
在所述冷却套管1上侧的所述液氮冷屏套管3两端设有与所述液氮冷屏5相连的输液管道22。
所述超导电缆23两端分别与设有升流器15的交流电源16相连。
所述低温恒温器外侧设有连有液氮储罐18的供氮瓶19，所述供氮瓶19与设置在所述低温恒温器轴向垂直方向的液氮进液管20相连。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均在申请待批的本发明的权利要求保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于超导电缆的低温恒温器，所述超导电缆(23)包括位于电缆轴心的电缆骨架和所述电缆骨架向外依次设置的超导带材、绝缘带、低温保持内管、绝缘层和外护套；所述低温恒温器包括与所述超导电缆(23)同轴心设置的所述外护套向外依次设置的冷却套管(1)、真空套管(2)、液氮冷屏套管(3)和外壳(4)，其特征在于，
与发热量测量装置(12)连接的所述冷却套管(1)两端分别与存有液氮的液氮冷屏(5)相连。
2.如权利要求1所述的低温恒温器，其特征在于，所述液氮冷屏(5)为由与所述冷却套管(1)同轴心设置的X向液氮管和与所述X向液氮管轴向垂直设置的Y向液氮管组成的T字形冷屏。
3.如权利要求2所述的低温恒温器，其特征在于，所述X向液氮管和冷却套管(1)之间设有沿其径向设置的隔温板(6)；所述隔温板(6)设有与其表面垂直设置的液氮孔，所述液氮冷屏(5)内的液氮通过所述液氮孔流入所述冷却套管(1)内。
4.如权利要求2所述的低温恒温器，其特征在于，设置在所述冷却套管(1)一端的所述液氮冷屏(5)设有垂直于所述X向液氮管轴向连接的氮气排放管(7)；
设置在所述冷却套管(1)另一端的所述液氮冷屏(5)设有与所述X向液氮管同轴心设置的T字形活塞(8)；所述T字形活塞(8)与设置在所述液氮冷屏(5)端点的电缆装配槽活动连接。
5.如权利要求2所述的低温恒温器，其特征在于，所述Y向液氮管内腔为螺旋形，其上端设有法兰盖板；所述法兰盖板设有与其表面垂直设置的电流引线固定孔(9)和液位计固定孔，所述液位计固定孔内设有下端与所述液氮冷屏(5)底部相连的柱形液位计(10)。
6.如权利要求1所述的低温恒温器，其特征在于，所述低温恒温器径向方向设有从外向内依次穿过所述外壳(4)、液氮冷屏套管(3)和真空套管(2)，与所述冷却套管(1)相连的集气管(11)。
7.如权利要求6所述的低温恒温器，其特征在于，所述发热量测量装置(12)包括与所述集气管(11)相连的汽化器(13)和与所述汽化器(13)串联设置的排气管道；
所述排气管道由并联设置的两条管道组成，其中一条管道上设有阀门和气体流量计(14)，另一条管道上设有放空阀门。
8.如权利要求6所述的低温恒温器，其特征在于，在所述冷却套管(1)上侧的所述液氮冷屏套管(3)两端设有与所述液氮冷屏(5)相连的输液管道(22)。
9.如权利要求1所述的低温恒温器，其特征在于，所述超导电缆(23)两端分别与设有升流器(15)的交流电源(16)相连。
10.如权利要求1所述的低温恒温器，其特征在于，所述低温恒温器外侧设有连有液氮储罐(18)的供氮瓶(19)，所述供氮瓶(19)与设置在所述低温恒温器轴向垂直方向的液氮进液管(20)相连。
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