CN112542271B - 一种液氮冷却循环系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种液氮冷却循环系统，应用于超导电缆的冷却，包括控制装置、冷却循环管道、抽空制冷装置、液氮补充装置；抽空制冷装置包括过冷液氮杜瓦、制冷设备和换热器；过冷液氮杜瓦中存放有过冷液氮，换热器设置于过冷液氮杜瓦中；控制装置控制制冷设备使用抽空减压方式对过冷液氮杜瓦中的过冷液氮进行制冷，换热器与冷却循环管道连接，利用过冷液氮杜瓦中的过冷液氮对冷却循环管道中的循环液氮进行冷却；解决了处理循环液氮换热过程中液氮蒸发产生的氮气问题，无须成本较贵的制冷机组即可以实现制冷；从而实现了在解决处理循环液氮换热过程中液氮蒸发产生的氮气的同时，降低液氮冷却循环系统的造价成本、维修成本。

Description

一种液氮冷却循环系统

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液氮冷却循环系统。

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，冷却循环系统是超导电缆系统的重要组成部分，冷却循环系统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。现有液氮冷却循环系统一般由制冷机组、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，其二是制冷机组的造价成本、维修成本都比较高。

发明内容

本发明旨在提出一种液氮冷却循环系统，应用于超导电缆系统，以实现在解决处理循环液氮换热过程中液氮蒸发产生的氮气的同时，降低液氮冷却循环系统的造价成本、维修成本。

为此，本发明实施例提出一种液氮冷却循环系统，包括控制装置、冷却循环管道、抽空制冷装置、液氮补充装置；

所述冷却循环管道设置有液氮出口和液氮入口，所述液氮出口用于与超导电缆液氮通道入口连接，所述液氮入口用于与超导电缆液氮通道出口连接；

所述抽空制冷装置包括过冷液氮杜瓦、制冷设备和换热器；所述过冷液氮杜瓦中存放有过冷液氮，所述换热器设置于所述过冷液氮杜瓦中，且过冷液氮液面高于所述换热器；

所述控制装置用于控制所述制冷设备使用抽空减压方式对所述过冷液氮杜瓦中的过冷液氮进行制冷；所述换热器与所述冷却循环管道连接，用于利用所述过冷液氮杜瓦中的过冷液氮对所述冷却循环管道中的循环液氮进行冷却；

所述液氮补充装置包括液氮储罐和送液设备，所述液氮储罐中存放有过冷液氮；

所述控制装置还用于控制所述送液设备提供送液动力，将所述液氮储罐中的过冷液氮送至所述冷却循环管道中以进行液氮补充，或将所述液氮储罐中的过冷液氮送至所述过冷液氮杜瓦中以进行液氮补充。

可选地，所述制冷设备包括真空泵、缓冲罐、调节阀、第一空浴式汽化器；所述真空泵一端、缓冲罐、调节阀、第一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顶板上设置有第一通孔；

所述第一空浴式汽化器的另一端通过管道与所述第一通孔连通；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，所述第一空浴式汽化器用于将低温氮气加热至室温。

可选地，所述换热器的数量为2个，分别为第一换热器和第二换热器；

所述冷却循环管道包括第一管道、第二管道、第三管道和第四管道；

其中，第一管道的一端为从超导电缆处流回的回流液氮的入口，另一端连接所述第一换热器一端，以将回流液氮送至所述第一换热器以进行回流液氮的第一次换热冷却；

其中，第二管道的一端连接所述第一换热器另一端，以接收经过所述第一换热器进行第一次换热冷却后的回流液氮，第二管道的另一端连接液氮泵一端；

其中，第三管道的一端连接所述液氮泵另一端，第三管道的另一端连接所述第二换热器一端，以将经过所述第一换热器进行第一次换热冷却后的回流液氮送至所述第二换热器以进行回流液氮的第二次换热冷却；

其中，第四管道的一端为冷却液氮出口，另一端连接第二换热器另一端，以接收经过所述第二换热器进行第二次换热冷却后的回流液氮，并输出至超导电缆处。

可选地，所述液氮泵的数量为2个，分别第一液氮泵和第二液氮泵；所述第二管道的另一端连接第一三通阀的第一端；

所述第一三通阀的第二端连接所述第一液氮泵的一端，所述第一液氮泵的另一端连接第三管道的一端；

所述第一三通阀的第三端连接所述第二液氮泵的一端，所述第二液氮泵的另一端连接第三管道的一端。

可选地，所述第一三通阀的第二端通过第一截止阀连接所述第一液氮泵的一端，所述第一液氮泵的另一端通过第二截止阀连接第二三通阀的第一端，所述第二三通阀的第二端连接第三管道的一端；

所述第一三通阀的第三端通过第二截止阀连接所述第二液氮泵的一端，所述第二液氮泵的另一端通过第四截止阀连接第二三通阀的第三端。

可选地，所述第一管道上设置有第五截止阀；所述第四管道上设置有第六截止阀。

可选地，所述液氮循环管道结构还包括第五管道、第三三通阀和节流阀，所述第三三通阀的第一端连接所述第二三通阀的第二端，所述第三三通阀的第二端连接所述第三管道的一端，所述第三三通阀的第三端通过所述节流阀连接所述第五管道的一端，所述第五管道的另一端引至所述过冷液氮杜瓦中。

可选地，所述送液设备包括第二空浴式汽化器；所述液氮储罐一侧壁顶部位置开设有第一开孔，底部位置开设有第二开孔，所述液氮储罐另一侧壁的中部位置上开设有第三开孔；

所述第二空浴式汽化器的输出端通过管道与所述第一开孔连通，输入端通过管道以及第七截止阀与所述第二开孔连通；所述第三开孔通过管道以及输液阀与所述第一管道连接；

所述控制装置具体用于控制所述第二空浴式汽化器对从所述第二开孔进入所述第二空浴式汽化器中的液氮加热成为氮气，并将氮气通过所述第一开孔送入所述液氮储罐中，以利用所述氮气压力作为送液动力。

可选地，所述第四管道上设置有流量计，所述流量计用于实时检测所述第四管道上的液氮流量信号，并将液氮流量信号发送给所述控制装置；

所述控制装置还用于响应于接收到所述液氮流量信号，根据所述液氮流量信号判断所述冷却循环管道中的液氮流量是否偏低，若偏低，则控制打开所述第七截止阀和输液阀，所述第二空浴式汽化器启动提供送液动力，将所述液氮储罐中的过冷液氮送至所述冷却循环管道中以进行液氮补充。

可选地，所述过冷液氮杜瓦中设置有液位计，所述液位计用于实时检测所述过冷液氮杜瓦中的液氮液位信号，并将液氮液位信号发送给所述控制装置；

所述控制装置还用于响应于接收到所述液氮液位信号，根据所述液氮液位信号判断所述过冷液氮杜瓦中的液氮液位是否偏低，若偏低，则控制打开所述节流阀、第七截止阀、输液阀，所述第二空浴式汽化器启动提供送液动力，将所述液氮储罐中的过冷液氮送至所述冷却循环管道中，补充的过冷液氮最终经所述节流阀与所述第五管道进入所述过冷液氮杜瓦中以进行液氮补充。

本发明实施例提出一种液氮冷却循环系统，应用于超导电缆的冷却，包括控制装置、冷却循环管道、抽空制冷装置、液氮补充装置；抽空制冷装置包括过冷液氮杜瓦、制冷设备和换热器；过冷液氮杜瓦中存放有过冷液氮，换热器设置于过冷液氮杜瓦中；控制装置控制制冷设备使用抽空减压方式对过冷液氮杜瓦中的过冷液氮进行制冷，换热器与冷却循环管道连接，利用过冷液氮杜瓦中的过冷液氮对冷却循环管道中的循环液氮进行冷却；解决了处理循环液氮换热过程中液氮蒸发产生的氮气问题，无须成本较贵的制冷机组即可以实现制冷；从而实现了在解决处理循环液氮换热过程中液氮蒸发产生的氮气的同时，降低液氮冷却循环系统的造价成本、维修成本。

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液氮冷却循环系统的结构示意图。

11-液氮出口，12-液氮入口；

21-过冷液氮杜瓦，22-第一换热器，23-第二换热器；

31-液氮储罐，32-第二空浴式汽化器；

41-真空泵，42-缓冲罐，43-调节阀，44-第一空浴式汽化器；

51-第一液氮泵，52-第二液氮泵；

61-第一管道，62-第二管道，63-第三管道，64-第四管道，65-第五管道；

71-第一截止阀，72-第二截止阀，73-第三截止阀，74-第四截止阀，75-第五截止阀，76-第六截止阀，77-第七截止阀；

81-第一三通阀，82-第二三通阀，83-第三三通阀；

91-节流阀，92-输液阀，93-流量计，94-旁通阀，95-注液阀，96-单向阀。

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。

参阅图1，本发明实施例提出一种液氮冷却循环系统，包括控制装置、冷却循环管道、抽空制冷装置、液氮补充装置；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。

其中，所述冷却循环管道设置有液氮出口11和液氮入口12，所述液氮出口11用于与超导电缆液氮通道入口连接，所述液氮入口12用于与超导电缆液氮通道出口连接；可以理解的是，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，液氮冷却循环系统的冷却液氮通过所述液氮出口11流出，送至超导电缆液氮通道入口，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，即从超导电缆液氮通道出口流出，然后通过管道回流至所述液氮入口12。

其中，所述抽空制冷装置包括过冷液氮杜瓦21、制冷设备和换热器；所述过冷液氮杜瓦21中存放有过冷液氮，所述换热器设置于所述过冷液氮杜瓦21中，且过冷液氮液面盖过所述换热器的上表面；

其中，所述控制装置用于控制所述制冷设备使用抽空减压方式对所述过冷液氮杜瓦21中的过冷液氮进行制冷；所述换热器与所述冷却循环管道连接，用于利用所述过冷液氮杜瓦21中的过冷液氮对所述冷却循环管道中的循环液氮进行冷却；

具体而言，所述制冷设备抽空减压方式制冷原理为：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21中气相空间的氮气抽走降低压力，从而得到更低的温度，用来冷却所述换热器中流过的液氮。

其中，所述液氮补充装置包括液氮储罐31和送液设备，所述液氮储罐31中存放有过冷液氮；

具体而言，所述送液设备的形式/结构不作限定，其用于将所述液氮储罐31中的过冷液氮送至循环管道中。

其中，在制冷过程中，所述控制装置启动所述抽空制冷装置进行制冷的同时，还启动所述液氮补充装置；具体地，当所述冷却循环管道中液氮流量不足时，所述控制装置控制所述送液设备提供送液动力，将所述液氮储罐31中的过冷液氮送至所述冷却循环管道中以进行液氮补充；更具体地，由于抽空减压的制冷方式会消耗所述过冷液氮杜瓦21中的液氮，因此，当所述过冷液氮杜瓦21中液氮不足时，将所述液氮储罐31中的过冷液氮送至所述过冷液氮杜瓦21中以进行液氮补充。

需说明的是，本实施例系统使用抽空减压方式对过冷液氮杜瓦21中的过冷液氮进行制冷，解决了传统系统处理循环液氮换热过程中液氮蒸发产生的氮气问题，无须成本较贵的制冷机组即可以实现制冷；从而实现了在解决处理循环液氮换热过程中液氮蒸发产生的氮气的同时，降低液氮冷却循环系统的造价成本、维修成本。

请继续参阅图1，在本实施例中，所述制冷设备包括真空泵41、缓冲罐42、调节阀43、第一空浴式汽化器44；所述真空泵41一端、缓冲罐42、调节阀43、第一空浴式汽化器44一端通过管道依次连接；所述过冷液氮杜瓦21的顶板上设置有第一通孔；所述第一空浴式汽化器44的另一端通过管道与所述第一通孔连通；所述真空泵41用于提供抽空动力，所述缓冲罐42和调节阀43用于将抽空压力稳定在目标范围内，所述第一空浴式汽化器44用于将低温氮气加热至室温。

具体而言，所述第一通孔设置于所述过冷液氮杜瓦21的顶板上，便于抽走所述过冷液氮杜瓦21中的氮气；从所述过冷液氮杜瓦21中抽出的氮气温度较低，如果直接进入真空泵41中，会对真空泵41造成损坏，因此，需要将低温氮气进行加热到室温，从而提高制冷设备真空泵41的使用寿命；此外，氮气进入所述缓冲罐42中时可以起到一个抽空过程中的缓冲的作用，所述调节阀43可以调节管道开口大小，所述缓冲罐42和调节阀43共同可以起到将抽空压力稳定在目标范围内的作用。

请继续参阅图1，在本实施例中，所述换热器的数量为2个，

分别为第一换热器22和第二换热器23；

所述冷却循环管道包括第一管道61、第二管道62、第三管道63和第四管道64；

其中，所述第一管道61的一端被设置为所述液氮入口12，即从超导电缆处流回的回流液氮的入口，另一端连接所述第一换热器22一端，以将回流液氮送至所述第一换热器22以进行回流液氮的第一次换热冷却；

其中，所述第二管道62的一端连接所述第一换热器22另一端，以接收经过所述第一换热器22进行第一次换热冷却后的回流液氮，所述第二管道62的另一端连接液氮泵一端；

其中，所述第三管道63的一端连接所述液氮泵另一端，所述第三管道63的另一端连接所述第二换热器23一端，以将经过所述第一换热器22进行第一次换热冷却后的回流液氮送至所述第二换热器23以进行回流液氮的第二次换热冷却；

其中，所述第四管道64的一端被设置为所述液氮出口11，另一端连接所述第二换热器23另一端，以接收经过所述第二换热器23进行第二次换热冷却后的回流液氮，并输出至超导电缆的液氮通道入口处。

请继续参阅图1，在本实施例中，所述液氮泵的数量可以设置为2个，分别第一液氮泵51和第二液氮泵52；所述冷却循环管道包括第一三通阀81、第二三通阀82；

其中，所述第二管道62的另一端连接所述第一三通阀81的第一端；

其中，所述第一三通阀81的第二端连接所述第一液氮泵51的一端，所述第一液氮泵51的另一端连接第三管道63的一端；

其中，所述第一三通阀81的第三端连接所述第二液氮泵52的一端，所述第二液氮泵52的另一端连接第三管道63的一端。

具体而言，可以通过切换第一三通阀81和第二三通阀82的阀门状态，来形成不同的液氮通路；所述第一液氮泵51和第二液氮泵52互为备用，可以同时启动，也可以单独启动，单独启动时通过控制所述第一三通阀81、所述第二三通阀82切换至对应状态，导通其中单独启动的液氮泵对应的管道即可；可以避免当采用单个液氮泵的泵送能力不足，或故障使得循环液氮流速降低，无法实现良好冷却效果的技术问题。

请继续参阅图1，在本实施例中，所述第一三通阀81的第二端通过第一截止阀71连接所述第一液氮泵51的一端，所述第一液氮泵51的另一端通过第二截止阀72连接第二三通阀82的第一端，所述第二三通阀82的第二端连接第三管道63的一端；

所述第一三通阀81的第三端通过第二截止阀72连接所述第二液氮泵52的一端，所述第二液氮泵52的另一端通过第四截止阀74连接第二三通阀82的第三端；

所述第一管道61上设置有第五截止阀75；所述第四管道64上设置有第六截止阀76。

具体而言，所述第一截止阀71、第二截止阀72、第三截止阀73、第四截止阀74、第五截止阀75、第六截止阀76的作用是对应不同管道位置的切断、调节和节流。

请继续参阅图1，在本实施例中，所述液氮循环管道结构还包括第五管道65、第三三通阀83和节流阀91，所述第三三通阀83的第一端连接所述第二三通阀82的第二端，所述第三三通阀83的第二端连接所述第三管道63的一端，所述第三三通阀83的第三端通过所述节流阀91连接所述第五管道65的一端，所述第五管道65的另一端引至所述过冷液氮杜瓦21中。

具体而言，当所述液氮循环管道中液氮流量过大时，通过所述第五管道65可以将部分流量引入至所述过冷液氮杜瓦21中，避免所述液氮循环管道中液氮流量、压力过大，冷却液氮循环过程中，需要将液氮的流量压力控制在合理区间；具体地，可以通过监测所述液氮循环管道中液氮流量，当流量过大时，所述控制装置控制所述第三三通阀83和所述节流阀91切换至对应状态，来打开第五管道65通路，使得部分液氮可以通过第五管道65进入所述过冷液氮杜瓦21中，当所述液氮循环管道中液氮流量降低至合理区间，则所述控制装置控制所述第三三通阀83和所述节流阀91切换至另一对应状态，阻断第五管道65通路。

请继续参阅图1，在本实施例中，所述送液设备包括第二空浴式汽化器32；所述液氮储罐31一侧壁顶部位置开设有第一开孔，底部位置开设有第二开孔，所述液氮储罐31另一侧壁的中部位置上开设有第三开孔；所述第二空浴式汽化器32的输出端通过管道与所述第一开孔连通，输入端通过管道以及第七截止阀77与所述第二开孔连通；所述第三开孔通过管道以及输液阀92与所述第一管道61连接；所述液氮储罐31上还设置有注液阀95和单向阀96；所述注液阀95和单向阀96连接，所述注液阀95用于在向所述液氮储罐31注入液氮时开启。

具体地，当需要进行液氮补充时，所述控制装置控制所述第七截止阀77和输液阀92切换至相应状态位置，液氮通过所述第二开孔和所述第七截止阀77进入所述第二空浴式汽化器32，所述第二空浴式汽化器32对从所述第二开孔进入所述第二空浴式汽化器32中的液氮加热成为氮气，并将氮气通过所述第一开孔送入所述液氮储罐31中，此时，所述液氮储罐31中的压力增大，以利用所述氮气压力作为送液动力，将所述液氮储罐31中的液氮通过管道和输液阀92送入所述冷却循环管道中；液氮补充完毕，则所述控制装置控制所述第七截止阀77和输液阀92切换至相应另一状态位置，停止液氮补充。

示例性地，所述第四管道64上设置有流量计93，所述流量计93用于实时检测所述第四管道64上的液氮流量信号，并将液氮流量信号发送给所述控制装置；所述流量计93处设置有旁通阀94，所述旁通阀94用于平衡对应管道流量计处液压；

所述控制装置还用于响应于接收到所述液氮流量信号，根据所述液氮流量信号与预设阈值的比较结果判断所述冷却循环管道中的液氮流量是否偏低，若液氮流量小于预设阈值，则判断偏低；若判断偏低，则所述控制装置控制所述第七截止阀77和输液阀92切换至相应位置状态，所述第二空浴式汽化器32启动提供送液动力，将所述液氮储罐31中的过冷液氮送至所述冷却循环管道中以进行液氮补充。

又示例性地，所述过冷液氮杜瓦21中设置有液位计，所述液位计用于实时检测所述过冷液氮杜瓦21中的液氮液位信号，并将液氮液位信号发送给所述控制装置；

所述控制装置还用于响应于接收到所述液氮液位信号，根据所述液氮液位信号与预设阈值的比较结果判断所述过冷液氮杜瓦21中的液氮液位是否偏低，若液氮液位小于预设阈值，则判断偏低；若偏低，则控制所述第三三通阀83、节流阀91、第七截止阀77、输液阀92切换至相应位置状态，所述第二空浴式汽化器32启动提供送液动力，将所述液氮储罐31中的过冷液氮送至所述冷却循环管道中，补充的过冷液氮最终经所述节流阀91与所述第五管道65进入所述过冷液氮杜瓦21中以进行液氮补充。

具体而言，本实施例系统可以通过相应的传感器实时监测整个液氮冷却循环系统中各个关键位置处的状态信息；所述控制装置用于根据预设控制策略以及所述状态信息控制第一截止阀、第二截止阀、第三截止阀、第四截止阀、第五截止阀、第六截止阀、第一三通阀、第二三通阀、第三三通阀、节流阀、输液阀、旁通阀、注液阀等阀门的位置状态，以及制冷设备、液氮补充装置、第一液氮泵和第二液氮泵的启动/关闭状态，来调节循环管道中液氮的流速、流向，控制液氮制冷。

其中，所述预设控制策略的设置，遵循超导电缆的冷却要求设计，使得循环管道中的循环液氮的温度、流速、流量满足目标要求，其具体与超导电缆冷却要求有关，超导电缆的冷却要求与其超导电缆的结构、长度有关。

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)

1.一种液氮冷却循环系统，其特征在于，包括控制装置、冷却循环管道、抽空制冷装置、液氮补充装置；

所述冷却循环管道设置有液氮出口和液氮入口，所述液氮出口用于与超导电缆液氮通道入口连接，所述液氮入口用于与超导电缆液氮通道出口连接；所述冷却循环管道包括第一管道、第二管道、第三管道和第四管道；

所述抽空制冷装置包括过冷液氮杜瓦、制冷设备和换热器；所述过冷液氮杜瓦中存放有过冷液氮，所述换热器设置于所述过冷液氮杜瓦中，且过冷液氮液面高于所述换热器；所述制冷设备包括真空泵、缓冲罐、调节阀、第一空浴式汽化器；所述真空泵一端、缓冲罐、调节阀、第一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顶板上设置有第一通孔；所述第一空浴式汽化器的另一端通过管道与所述第一通孔连通；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，所述第一空浴式汽化器用于将低温氮气加热至室温；

所述换热器的数量为2个，分别为第一换热器和第二换热器；第一管道的一端为从超导电缆处流回的回流液氮的入口，另一端连接所述第一换热器一端，以将回流液氮送至所述第一换热器以进行回流液氮的第一次换热冷却；第二管道的一端连接所述第一换热器另一端，以接收经过所述第一换热器进行第一次换热冷却后的回流液氮，第二管道的另一端连接液氮泵一端；第三管道的一端连接所述液氮泵另一端，第三管道的另一端连接所述第二换热器一端，以将经过所述第一换热器进行第一次换热冷却后的回流液氮送至所述第二换热器以进行回流液氮的第二次换热冷却；第四管道的一端为冷却液氮出口，另一端连接第二换热器另一端，以接收经过所述第二换热器进行第二次换热冷却后的回流液氮，并输出至超导电缆处；

所述控制装置用于控制所述制冷设备使用抽空减压方式对所述过冷液氮杜瓦中的过冷液氮进行制冷；所述换热器与所述冷却循环管道连接，用于利用所述过冷液氮杜瓦中的过冷液氮对所述冷却循环管道中的循环液氮进行冷却；

所述液氮补充装置包括液氮储罐和送液设备，所述液氮储罐中存放有过冷液氮；其中，所述送液设备包括第二空浴式汽化器；所述液氮储罐一侧壁顶部位置开设有第一开孔，底部位置开设有第二开孔，所述液氮储罐另一侧壁的中部位置上开设有第三开孔；所述第二空浴式汽化器的输出端通过管道与所述第一开孔连通，输入端通过管道以及第七截止阀与所述第二开孔连通；所述第三开孔通过管道以及输液阀与所述第一管道连接；所述控制装置还用于控制所述送液设备提供送液动力，将所述液氮储罐中的过冷液氮送至所述冷却循环管道中以进行液氮补充，或将所述液氮储罐中的过冷液氮送至所述过冷液氮杜瓦中以进行液氮补充；其中，所述第二空浴式汽化器对从所述第二开孔进入所述第二空浴式汽化器中的液氮加热成为氮气，并将氮气通过所述第一开孔送入所述液氮储罐中，以利用所述氮气的压力作为送液动力。

2.根据权利要求1所述的液氮冷却循环系统，其特征在于，所述液氮泵的数量为2个，分别第一液氮泵和第二液氮泵；所述第二管道的另一端连接第一三通阀的第一端；

所述第一三通阀的第二端连接所述第一液氮泵的一端，所述第一液氮泵的另一端连接第三管道的一端；

所述第一三通阀的第三端连接所述第二液氮泵的一端，所述第二液氮泵的另一端连接第三管道的一端。

3.根据权利要求2所述的液氮冷却循环系统，其特征在于，所述第一三通阀的第二端通过第一截止阀连接所述第一液氮泵的一端，所述第一液氮泵的另一端通过第二截止阀连接第二三通阀的第一端，所述第二三通阀的第二端连接第三管道的一端；

所述第一三通阀的第三端通过第三截止阀连接所述第二液氮泵的一端，所述第二液氮泵的另一端通过第四截止阀连接第二三通阀的第三端。

4.根据权利要求3所述的液氮冷却循环系统，其特征在于，所述第一管道上设置有第五截止阀；所述第四管道上设置有第六截止阀。

5.根据权利要求3所述的液氮冷却循环系统，其特征在于，所述液氮冷却循环系统还包括第三三通阀和节流阀，所述冷却循环管道还包括第五管道，所述第三三通阀的第一端连接所述第二三通阀的第二端，所述第三三通阀的第二端连接所述第三管道的一端，所述第三三通阀的第三端通过所述节流阀连接所述第五管道的一端，所述第五管道的另一端引至所述过冷液氮杜瓦中。

6.根据权利要求5所述的液氮冷却循环系统，其特征在于，所述第四管道上设置有流量计，所述流量计用于实时检测所述第四管道上的液氮流量信号，并将液氮流量信号发送给所述控制装置；

所述控制装置还用于响应于接收到所述液氮流量信号，根据所述液氮流量信号判断所述冷却循环管道中的液氮流量是否偏低，若偏低，则控制打开所述第七截止阀和输液阀，所述第二空浴式汽化器启动提供送液动力，将所述液氮储罐中的过冷液氮送至所述冷却循环管道中以进行液氮补充。

7.根据权利要求5所述的液氮冷却循环系统，其特征在于，所述过冷液氮杜瓦中设置有液位计，所述液位计用于实时检测所述过冷液氮杜瓦中的液氮液位信号，并将液氮液位信号发送给所述控制装置；

所述控制装置还用于响应于接收到所述液氮液位信号，根据所述液氮液位信号判断所述过冷液氮杜瓦中的液氮液位是否偏低，若偏低，则控制打开所述节流阀、第七截止阀、输液阀，所述第二空浴式汽化器启动提供送液动力，将所述液氮储罐中的过冷液氮送至所述冷却循环管道中，补充的过冷液氮最终经所述节流阀与所述第五管道进入所述过冷液氮杜瓦中以进行液氮补充。

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