CN112542270B - 一种制冷装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种制冷装置，应用于超导电缆的冷却，包括：制冷主模块；所述制冷主模块包括制冷机组、氮再液化器、过冷液氮杜瓦以及循环液氮换热器，其考虑了液氮循环换热过程中出现的液氮换热蒸发问题，设计了氮再液化器，对蒸发的氮气进行冷凝液化，冷凝液化后的液氮重新回到过冷液氮杜瓦中循环使用，提高了制冷装置的制冷效果，能够保证电缆温度均匀，从而提高超导电缆系统并网运行的供电可靠性。

Description

一种制冷装置

技术领域

本发明涉及超导电缆技术领域，具体涉及一种用于超导电缆的制冷装置。

背景技术

近年来，城市市民对架空线引起的电磁作用和视觉污染的容忍度普遍降低，供配电线路入地成为一种必然趋势。为满足高供电可靠性、高电能质量、高负荷密度的电力需求，采用传统技术的增加回路扩容、环网入地等工程的施工成本极为昂贵，甚至难以执行，这是电网面临的一个突出矛盾。高温超导电缆具有线损低、传输容量大、走廊占地小、环境友好等诸多优点，为电网提供了一种高效、紧凑、可靠、绿色的电能传输方式。其中，制冷装置是超导电缆系统的重要组成部分，制冷装置的正常运行是超导电缆系统并网运行的必要条件，为了保证电缆温度均匀，通常采用液氮作为制冷剂对电缆进行连续冷却。现有制冷装置一般由制冷机、液氮管道和液氮泵组成，其一是未考虑循环液氮换热过程中液氮蒸发成氮气的问题，其二是当制冷机出现故障时，超导电缆必须切除，会影响电网的供电可靠性，为了保证超导电缆安全可靠稳定运行，有必要针对现有制冷装置进行改进。

发明内容

本发明旨在提出一种制冷装置，应用于超导电缆系统，提高了制冷装置的制冷效果，从而提高超导电缆系统并网运行的供电可靠性。

为此，本发明实施例提出一种制冷装置，应用于超导电缆的冷却，至少包括制冷主模块；所述制冷主模块包括制冷机组、氮再液化器、过冷液氮杜瓦以及循环液氮换热器，所述过冷液氮杜瓦上设置有液氮出口和液氮进口；所述过冷液氮杜瓦中存放有过冷液氮，所述循环液氮换热器设置于所述过冷液氮杜瓦中的过冷液氮中；所述氮再液化器设置于所述过冷液氮杜瓦的上方，并与所述过冷液氮杜瓦连通；所述制冷机组设置于所述氮再液化器的上方；

所述循环液氮换热器一端与所述液氮出口通过管道连通，另一端与所述液氮进口通过管道连通，液氮从所述液氮出口流出经过超导电缆的液氮通道为超导电缆冷却后通过所述液氮进口回流至所述制冷主模块，形成制冷装置的液氮循环；

所述循环液氮换热器用于将回流至所述循环液氮换热器中的循环液氮与所述过冷液氮杜瓦中的过冷液氮进行换热，以对回流至所述循环液氮换热器中的循环液氮进行冷却，冷却后的循环液氮从所述液氮出口流出至超导电缆；

所述过冷液氮杜瓦中的部分过冷液氮进行换热后蒸发进入所述氮再液化器中；所述制冷机组用于对进入所述氮再液化器中气体进行冷凝得到冷却液氮，冷凝得到的冷却液氮在重力作用回流至所述过冷液氮杜瓦中。

可选地，所述过冷液氮杜瓦的顶部设置有第一通孔和第二通孔，所述第一通孔远离所述循环液氮换热器设置，所述第二通孔靠近所述循环液氮换热器设置；所述氮再液化器的底部设置有液氮回流通孔，右侧壁上设置有氮气进孔；所述液氮回流通孔与所述第一通孔连通，且所述液氮回流通孔与所述第一通孔上下对应布置；所述氮气进孔与所述第二通孔通过管道连通。

可选地，所述液氮回流通孔与所述第一通孔均为圆形孔，且两者孔径相同；所述氮气进孔与所述第二通孔均为圆形孔，且两者孔径相同；所述第二通孔的孔径小于所述第一通孔的孔径。

可选地，所述循环液氮换热器包括第一换热器和第二换热器；所述第一换热器一端与所述液氮入口连接，另一端与所述第二换热器一端连接；所述第二换热器另一端与所述液氮出口连接。

可选地，所述制冷装置还包括制冷备用模块，所述制冷备用模块用于当所述制冷机组出现故障无法提供相应冷量时，通过抽走所述过冷液氮杜瓦中的氮气，降低所述过冷液氮杜瓦中的压力，维持所述过冷液氮杜瓦中的过冷液氮在目标温度范围。

可选地，所述制冷备用模块包括真空泵、缓冲罐、调节阀、空浴式汽化器；所述真空泵一端、缓冲罐、调节阀、空浴式汽化器一端通过管道依次连接；

所述过冷液氮杜瓦的侧壁上设置有第三通孔；

所述空浴式汽化器的另一端通过管道与所述第三通孔连通；所述真空泵用于提供抽空动力，所述缓冲罐和调节阀用于将抽空压力稳定在目标范围内，所述空浴式汽化器用于将低温氮气加热至室温。

可选地，所述制冷装置还包括测控模块和第一传感器模块；所述测控模块分别与所述第一传感器模块、所述制冷机组以及所述制冷备用模块电连接；

所述第一传感器模块用于实时检测所述过冷液氮杜瓦中的液氮状态参数，并将运行状态参数发送给所述测控模块；

所述测控模块用于响应于接收到所述过冷液氮杜瓦中的液氮状态参数，根据所述过冷液氮杜瓦中的液氮状态参数判断所述制冷机组是否故障，若所述制冷机组故障，则生成第一控制指令和第二控制指令，将所述第一控制指令发送至所述制冷机组，并将所述第二控制指令发送至所述制冷备用模块；

所述制冷机组还用于响应于接收到所述第一控制指令，进行停机；

所述制冷备用模块还用于响应于接收到所述第二控制指令，进行启动，通过抽走所述过冷液氮杜瓦中的氮气，降低所述过冷液氮杜瓦中的压力，维持所述过冷液氮杜瓦中的过冷液氮在目标温度范围。

可选地，所述第一传感器模块包括温度传感器、液位传感器和第一压力传感器；所述温度传感器用于实时检测所述过冷液氮杜瓦中的液氮温度参数；所述液位传感器用于实时检测所述过冷液氮杜瓦中的液氮液位参数；所述第一压力传感器用于实时检测所述过冷液氮杜瓦中的液氮压力参数；所述过冷液氮杜瓦中的液氮状态参数包括所述液氮温度参数、液氮液位参数和液氮压力参数。

可选地，所述测控模块具体用于根据所述液氮温度参数与预设温度阈值的比较结果、液氮液位参数与预设液位阈值的比较结果、液氮压力参数与预设压力阈值的比较结果判断所述制冷机组是否故障。

可选地，所述制冷备用模块包括真空泵、缓冲罐、调节阀、空浴式汽化器；所述真空泵一端、缓冲罐、调节阀、空浴式汽化器一端通过管道依次连接；所述过冷液氮杜瓦的侧壁上设置有第三通孔；所述空浴式汽化器的另一端通过管道与所述第三通孔连通；所述真空泵用于提供抽空动力，所述缓冲罐和调节阀用于将抽空压力稳定在目标范围内，所述空浴式汽化器用于将低温氮气加热至室温；

所述制冷装置还包括第二传感器模块；所述测控模块与所述第二传感器模块电连接；所述第二传感器模块包括第二压力传感器和第三压力传感器，所述第二压力传感器用于实时检测所述真空泵与所述缓冲罐之间管道的第一压力值，并将所述第一压力值发送给所述测控模块；所述第三压力传感器用于实时检测所述空浴式汽化器入口处的第二压力值，并将所述第二压力值发送给所述测控模块；

所述测控模块还用于响应于接收到所述第一压力值、所述第二压力值，根据所述第一压力值与第一压力阈值的比较结果、所述第二压力值与第二压力阈值的比较结果、所述第一压力值和所述第二压力值的差值与预设差值的比较结果判断所述制冷备用模块是否故障，若所述制冷备用模块故障，则生成第三控制指令和第四控制指令，将所述第三控制指令发送至所述制冷备用模块，并将所述第四控制指令发送至超导电缆的保护装置以控制所述保护装置启动保护；

所述制冷备用模块还用于响应于接收到所述第三控制指令，进行停机。

本发明实施例提出一种制冷装置，应用于超导电缆的冷却，包括：制冷主模块；所述制冷主模块包括制冷机组、氮再液化器、过冷液氮杜瓦以及循环液氮换热器，其考虑了液氮循环换热过程中出现的液氮换热蒸发问题，设计了氮再液化器，对蒸发的氮气进行冷凝液化，冷凝液化后的液氮重新回到过冷液氮杜瓦中循环使用，提高了制冷装置的制冷效果，能够保证电缆温度均匀，从而提高超导电缆系统并网运行的供电可靠性。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式中阐述。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中一种制冷主模块的结构示意图。

图2为本发明实施例中一种制冷备用模块的结构示意图。

图3为本发明实施例中测控模块与第一传感器模块的结构示意图。

图4为本发明实施例中测控模块与第二传感器模块的结构示意图。

图中标记：

1-制冷机组，2-氮再液化器，21-液氮回流通孔，22-氮气进孔，3-过冷液氮杜瓦，31-液氮出口，32-液氮进口，33-第一通孔，34-第二通孔，35-第三通孔，4-循环液氮换热器，41-第一换热器，42-第二换热器，5-真空泵，6-缓冲罐，7-调节阀，8-空浴式汽化器，9-测控模块，10-第一传感器模块，101-温度传感器，102-液位传感器，103-第一压力传感器，11-第二传感器模块，111-第二压力传感器，112-第三压力传感器。

具体实施方式

以下将参考附图详细说明本公开的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

另外，为了更好的说明本发明，在下文的具体实施例中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本发明同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的手段未作详细描述，以便于凸显本发明的主旨。

如图1所示，本发明一实施例提出一种制冷装置，应用于超导电缆的冷却，至少包括制冷主模块；

所述制冷主模块包括制冷机组1、氮再液化器2、过冷液氮杜瓦3以及循环液氮换热器4，所述过冷液氮杜瓦3上设置有液氮出口31和液氮进口32；

需说明的是，图1为简化结构图，图1中示出了管道的简化结构形式，部分管道使用直线表示，未示出液氮出口31和液氮进口32的具体结构，可以理解的是，液氮出口31和液氮进口32具体为图1中右侧部分管道与所述过冷液氮杜瓦3的上壁面交叉位置，出口和进口通过液氮的流入、流出方向确定，即图1中箭头所示。

所述过冷液氮杜瓦3中存放有过冷液氮，所述循环液氮换热器4设置于所述过冷液氮杜瓦3中的过冷液氮中；所述过冷液氮杜瓦3中的过冷液氮的液面盖过所述循环液氮换热器4；在本实施例中，所述循环液氮换热器4的具体结构不做限定；

所述氮再液化器2设置于所述过冷液氮杜瓦3的上方，并与所述过冷液氮杜瓦3连通；具体而言，所述氮再液化器2为一壳体，壳体内具有容纳腔体；

所述制冷机组1设置于所述氮再液化器2的上方；所述制冷机组1的冷气输入至所述氮再液化器2的容纳腔体中，由于所述氮再液化器2与所述过冷液氮杜瓦3连通，因此，冷气可以通过所述氮再液化器2再进入所述过冷液氮杜瓦3中，以对所述过冷液氮杜瓦3中的液氮进行冷却，来维持所述过冷液氮杜瓦3中的液氮在目标温度区间；

所述循环液氮换热器4一端与所述液氮出口31通过管道连通，另一端与所述液氮进口32通过管道连通，液氮从所述液氮出口31流出经过超导电缆的液氮通道为超导电缆冷却后通过所述液氮进口32回流至所述制冷主模块，形成制冷装置的液氮循环；

需说明的是，本实施例可以应用于各种类型的超导电缆；任一类型的超导电缆均设置有液氮通道，流过超导电缆的液氮通道的液氮需要回流至制冷系统重新冷却。

所述循环液氮换热器4用于将回流至所述循环液氮换热器4中的循环液氮与所述过冷液氮杜瓦3中的过冷液氮进行换热，以对回流至所述循环液氮换热器4中的循环液氮进行冷却，冷却后的循环液氮从所述液氮出口31流出至超导电缆；

所述过冷液氮杜瓦3中的部分过冷液氮进行换热后蒸发成为氮气，氮气会上升，并通过图1中所示所述过冷液氮杜瓦3与所述氮再液化器2的连通位置，进入所述氮再液化器2中；所述制冷机组1输出冷气进入所述氮再液化器2中，冷气用于对进入所述氮再液化器2中气体进行冷凝得到冷却液氮，冷凝得到的冷却液氮在重力作用，自动地回流至所述过冷液氮杜瓦3中。

需说明的是，本实施例考虑了液氮循环换热过程中出现的液氮换热蒸发问题，设计了氮再液化器2，对蒸发的氮气进行冷凝液化，冷凝液化后的液氮重新回到过冷液氮杜瓦3中循环使用，提高了制冷装置的制冷效果，能够保证电缆温度均匀，从而提高超导电缆系统并网运行的供电可靠性。

在一些实施例中，所述过冷液氮杜瓦3的顶部设置有第一通孔33和第二通孔34，所述第一通孔33远离所述循环液氮换热器4设置，所述第二通孔34靠近所述循环液氮换热器4设置；所述氮再液化器2的底部设置有液氮回流通孔21，右侧壁上设置有氮气进孔22，使得所述氮气进孔22的高度高于所述液氮回流通孔21；所述液氮回流通孔21与所述第一通孔33连通，且所述液氮回流通孔21与所述第一通孔33上下对应布置；所述氮气进孔22与所述第二通孔34通过管道连通。

具体而言，所述过冷液氮杜瓦3中的部分过冷液氮进行换热后蒸发成为氮气，该氮气会依次通过所述第二通孔34与所述氮气进孔22，进入所述氮再液化器2中；进入所述氮再液化器2中气体进行冷凝得到冷却液氮，冷凝得到的冷却液氮在重力作用，自动地依次通过所述液氮回流通孔21与所述第一通孔33回流至所述过冷液氮杜瓦3中。

在一些实施例中，所述液氮回流通孔21与所述第一通孔33均为圆形孔，且两者孔径相同；所述氮气进孔22与所述第二通孔34均为圆形孔，且两者孔径相同；所述第二通孔34的孔径小于所述第一通孔33的孔径。

在一些实施例中，所述循环液氮换热器4包括第一换热器41和第二换热器42；所述第一换热器41的输入一端与所述液氮入口通过管道连通，输出一端与所述第二换热器42的输入一端通过管道连通；所述第二换热器42的输出一端与所述液氮出口31通过管道连通。

具体而言，本实施例提供的所述第一换热器以及第二换热器配合使用，以进行第一次换热和第二次换热，使得从超导电缆处回流的液氮能够得到充分的换热冷却，最后输出至超导电缆处。通过本发明实施例，能够提高冷却循环系统的冷却效果，可靠保证超导电缆安全可靠稳定运行，提高超导电缆系统并网运行的供电可靠性。

在一些实施例中，所述制冷装置还包括制冷备用模块，所述制冷备用模块用于当所述制冷机组1出现故障无法提供相应冷量时，通过抽走所述过冷液氮杜瓦3中的氮气，降低所述过冷液氮杜瓦3中的压力，维持所述过冷液氮杜瓦3中的过冷液氮在目标温度范围。

在一些实施例中，参阅图2，所述制冷备用模块包括真空泵5、缓冲罐6、调节阀7、空浴式汽化器8；所述真空泵5一端、缓冲罐6、调节阀7、空浴式汽化器8一端通过管道依次连接；

所述过冷液氮杜瓦3的侧壁上设置有第三通孔35；

所述空浴式汽化器8的另一端通过管道与所述第三通孔35连通；所述真空泵5用于提供抽空动力，所述缓冲罐6和调节阀7用于将抽空压力稳定在目标范围内，所述空浴式汽化器8用于将低温氮气加热至室温。

具体而言，所述第三通孔35的位置即图2中管道与所述过冷液氮杜瓦3的连接处，所述缓冲罐6具体用于缓冲氮气，所述调节阀7用于调节抽空压力，为了避免低温氮气进入所述真空泵5，因为低温对真空泵5造成损坏，需将低温氮气加热至室温。

其中，所述真空泵5、所述调节阀7、所述空浴式汽化器8均与所述测控模块9电连接，以接收所述测控模块9的控制指令。

所述制冷备用模块的原理为：1个大气压对应液氮温度为77K，为了得到更低温度的液氮，可以通过降低压力实现，因此利用抽空泵将过冷液氮杜瓦3中气相空间的氮气抽走降低压力，从而得到更低的温度，用来冷却两个换热器中液氮。

在一些实施例中，参阅图3，所述制冷装置还包括测控模块9和第一传感器模块10；所述测控模块9分别与所述第一传感器模块10、所述制冷机组1以及所述制冷备用模块电连接；

所述第一传感器模块10用于实时检测所述过冷液氮杜瓦3中的液氮状态参数，并将运行状态参数发送给所述测控模块9；

所述测控模块9用于响应于接收到所述过冷液氮杜瓦3中的液氮状态参数，根据所述过冷液氮杜瓦3中的液氮状态参数判断所述制冷机组1是否故障，若所述制冷机组1故障，则生成第一控制指令和第二控制指令，将所述第一控制指令发送至所述制冷机组1，并将所述第二控制指令发送至所述制冷备用模块；

所述制冷机组1还用于响应于接收到所述第一控制指令，进行停机；

所述制冷备用模块还用于响应于接收到所述第二控制指令，进行启动，通过抽走所述过冷液氮杜瓦3中的氮气，降低所述过冷液氮杜瓦3中的压力，维持所述过冷液氮杜瓦3中的过冷液氮在目标温度范围。

具体而言，本实施例中设置了制冷备用模块，实时监测所述制冷机组1的液氮状态参数，通过液氮状态参数来判断制冷机组1是否故障，并在其故障时，启动制冷备用模块；避免传统技术中当制冷机出现故障时，超导电缆必须切除导致影响电网的供电可靠性的情况，有利于保证超导电缆安全可靠稳定运行。

进一步地，参阅图3，所述第一传感器模块10包括温度传感器101、液位传感器102和第一压力传感器103；所述温度传感器101用于实时检测所述过冷液氮杜瓦3中的液氮温度参数；所述液位传感器102用于实时检测所述过冷液氮杜瓦3中的液氮液位参数；所述第一压力传感器103用于实时检测所述过冷液氮杜瓦3中的液氮压力参数；所述过冷液氮杜瓦3中的液氮状态参数包括所述液氮温度参数、液氮液位参数和液氮压力参数。

进一步地，所述测控模块9具体用于根据所述液氮温度参数与预设温度阈值的比较结果、液氮液位参数与预设液位阈值的比较结果、液氮压力参数与预设压力阈值的比较结果判断所述制冷机组1是否故障。

具体而言，当所述液氮温度参数大于预设温度阈值、所述液氮液位参数大于预设液位阈值或者所述液氮压力参数大于预设压力阈值中任一成立，则判断所述制冷机组1故障，从多个方面监控所述制冷机组1状态。

优选地，所述制冷机组1采用12台AL600制冷机组1成。

在一些实施例中，参阅图4，所述制冷装置还包括第二传感器模块11；所述测控模块9与所述第二传感器模块11电连接；所述第二传感器模块11包括第二压力传感器111和第三压力传感器112，所述第二压力传感器111用于实时检测所述真空泵5与所述缓冲罐6之间管道的第一压力值，并将所述第一压力值发送给所述测控模块9；所述第三压力传感器112用于实时检测所述空浴式汽化器8入口处的第二压力值，并将所述第二压力值发送给所述测控模块9；

所述测控模块9还用于响应于接收到所述第一压力值、所述第二压力值，根据所述第一压力值与第一压力阈值的比较结果、所述第二压力值与第二压力阈值的比较结果、所述第一压力值和所述第二压力值的差值与预设差值的比较结果判断所述制冷备用模块是否故障，若所述制冷备用模块故障，则生成第三控制指令和第四控制指令，将所述第三控制指令发送至所述制冷备用模块，并将所述第四控制指令发送至超导电缆的保护装置以控制所述保护装置启动保护；

具体而言，当所述第一压力值大于第一压力阈值、所述第二压力值大于第二压力阈值、所述第一压力值和所述第二压力值的差值大于预设差值中任一满足，则判定所述制冷备用模块故障。

所述制冷备用模块还用于响应于接收到所述第三控制指令，进行停机；此时，制冷主模块和制冷备用模块均停机，需要切断超导电缆，并对制冷主模块和制冷备用模块进行维护。

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (7)

1.一种制冷装置，应用于超导电缆的冷却，其特征在于，至少包括制冷主模块；所述制冷主模块包括制冷机组、氮再液化器、过冷液氮杜瓦以及循环液氮换热器，所述过冷液氮杜瓦上设置有液氮出口和液氮进口；所述过冷液氮杜瓦中存放有过冷液氮，所述循环液氮换热器设置于所述过冷液氮杜瓦中的过冷液氮中；所述氮再液化器设置于所述过冷液氮杜瓦的上方，并与所述过冷液氮杜瓦连通；所述制冷机组设置于所述氮再液化器的上方；

所述循环液氮换热器一端与所述液氮出口通过管道连通，另一端与所述液氮进口通过管道连通，液氮从所述液氮出口流出经过超导电缆的液氮通道为超导电缆冷却后通过所述液氮进口回流至所述制冷主模块，形成制冷装置的液氮循环；

所述循环液氮换热器用于将回流至所述循环液氮换热器中的循环液氮与所述过冷液氮杜瓦中的过冷液氮进行换热，以对回流至所述循环液氮换热器中的循环液氮进行冷却，冷却后的循环液氮从所述液氮出口流出至超导电缆；

所述过冷液氮杜瓦中的部分过冷液氮进行换热后蒸发进入所述氮再液化器中；所述制冷机组用于对进入所述氮再液化器中气体进行冷凝得到冷却液氮，冷凝得到的冷却液氮在重力作用回流至所述过冷液氮杜瓦中；

所述制冷装置还包括制冷备用模块，所述制冷备用模块用于当所述制冷机组出现故障无法提供相应冷量时，通过抽走所述过冷液氮杜瓦中的氮气，降低所述过冷液氮杜瓦中的压力，维持所述过冷液氮杜瓦中的过冷液氮在目标温度范围；

所述制冷备用模块包括真空泵、缓冲罐、调节阀、空浴式汽化器；所述真空泵一端、缓冲罐、调节阀、空浴式汽化器一端通过管道依次连接；

所述过冷液氮杜瓦的侧壁上设置有第三通孔；

所述空浴式汽化器的另一端通过管道与所述第三通孔连通；所述真空泵用于提供抽空动力，所述缓冲罐和调节阀用于将抽空压力稳定在目标范围内，所述空浴式汽化器用于将低温氮气加热至室温；

所述制冷装置还包括测控模块和第一传感器模块；所述测控模块分别与所述第一传感器模块、所述制冷机组以及所述制冷备用模块电连接；

所述第一传感器模块用于实时检测所述过冷液氮杜瓦中的液氮状态参数，并将运行状态参数发送给所述测控模块；

所述测控模块用于响应于接收到所述过冷液氮杜瓦中的液氮状态参数，根据所述过冷液氮杜瓦中的液氮状态参数判断所述制冷机组是否故障，若所述制冷机组故障，则生成第一控制指令和第二控制指令，将所述第一控制指令发送至所述制冷机组，并将所述第二控制指令发送至所述制冷备用模块；

所述制冷机组还用于响应于接收到所述第一控制指令，进行停机；

所述制冷备用模块还用于响应于接收到所述第二控制指令，进行启动，通过抽走所述过冷液氮杜瓦中的氮气，降低所述过冷液氮杜瓦中的压力，维持所述过冷液氮杜瓦中的过冷液氮在目标温度范围。

2.根据权利要求1所述的制冷装置，其特征在于，所述过冷液氮杜瓦的顶部设置有第一通孔和第二通孔，所述第一通孔远离所述循环液氮换热器设置，所述第二通孔靠近所述循环液氮换热器设置；所述氮再液化器的底部设置有液氮回流通孔，右侧壁上设置有氮气进孔；所述液氮回流通孔与所述第一通孔连通，且所述液氮回流通孔与所述第一通孔上下对应布置；所述氮气进孔与所述第二通孔通过管道连通。

3.根据权利要求2所述的制冷装置，其特征在于，所述液氮回流通孔与所述第一通孔均为圆形孔，且两者孔径相同；所述氮气进孔与所述第二通孔均为圆形孔，且两者孔径相同；所述第二通孔的孔径小于所述第一通孔的孔径。

4.根据权利要求2所述的制冷装置，其特征在于，所述循环液氮换热器包括第一换热器和第二换热器；所述第一换热器一端与所述液氮进口连接，另一端与所述第二换热器一端连接；所述第二换热器另一端与所述液氮出口连接。

5.根据权利要求1所述的制冷装置，其特征在于，所述第一传感器模块包括温度传感器、液位传感器和第一压力传感器；所述温度传感器用于实时检测所述过冷液氮杜瓦中的液氮温度参数；所述液位传感器用于实时检测所述过冷液氮杜瓦中的液氮液位参数；所述第一压力传感器用于实时检测所述过冷液氮杜瓦中的液氮压力参数；所述过冷液氮杜瓦中的液氮状态参数包括所述液氮温度参数、液氮液位参数和液氮压力参数。

6.根据权利要求5所述的制冷装置，其特征在于，所述测控模块具体用于根据所述液氮温度参数与预设温度阈值的比较结果、液氮液位参数与预设液位阈值的比较结果、液氮压力参数与预设压力阈值的比较结果判断所述制冷机组是否故障。

7.根据权利要求1所述的制冷装置，其特征在于，所述制冷备用模块包括真空泵、缓冲罐、调节阀、空浴式汽化器；所述真空泵一端、缓冲罐、调节阀、空浴式汽化器一端通过管道依次连接；所述过冷液氮杜瓦的侧壁上设置有第三通孔；所述空浴式汽化器的另一端通过管道与所述第三通孔连通；所述真空泵用于提供抽空动力，所述缓冲罐和调节阀用于将抽空压力稳定在目标范围内，所述空浴式汽化器用于将低温氮气加热至室温；

所述制冷装置还包括第二传感器模块；所述测控模块与所述第二传感器模块电连接；所述第二传感器模块包括第二压力传感器和第三压力传感器，所述第二压力传感器用于实时检测所述真空泵与所述缓冲罐之间管道的第一压力值，并将所述第一压力值发送给所述测控模块；所述第三压力传感器用于实时检测所述空浴式汽化器入口处的第二压力值，并将所述第二压力值发送给所述测控模块；

所述测控模块还用于响应于接收到所述第一压力值、所述第二压力值，根据所述第一压力值与第一压力阈值的比较结果、所述第二压力值与第二压力阈值的比较结果、所述第一压力值和所述第二压力值的差值与预设差值的比较结果判断所述制冷备用模块是否故障，若所述制冷备用模块故障，则生成第三控制指令和第四控制指令，将所述第三控制指令发送至所述制冷备用模块，并将所述第四控制指令发送至超导电缆的保护装置以控制所述保护装置启动保护；

所述制冷备用模块还用于响应于接收到所述第三控制指令，进行停机。

Images