CN211346003U - 超导线缆冷却系统 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了超导线缆冷却系统，包括制冷回路及冷却回路；制冷回路包括至少一个制冷机、与制冷机相连的液氮容器，以及设于制冷机与液氮容器之间的第一低温泵；冷却回路包括依次相连的换热器、第二低温泵，以及用于放置超导线缆及液氮的低温容器；换热器设于液氮容器内。制冷回路中的制冷剂用于将该回路中的液氮冷却至预设温度，然后低温的液氮容积于液氮容器内；冷却回路中的液氮于换热器处与液氮容器内的液氮发生热交换，进而实现冷却回路中的液氮的温度降低到一定值，然后沿着冷却回路流动至低温容器内与超导线缆接触，使得低温容器内的超导线缆的温度降低到一定值，达到超导状态；液氮具有足够低的温度，可保证冷却系统的冷却效果。
Description
技术领域
本申请涉及高温超导冷却系统领域，尤其涉及超导线缆冷却系统。
背景技术
高温超导线材在液氮温区下，能进入超导状态，几乎可实现无损失输电的特性，该类线材制成的电缆即高温超导电缆。因此冷却系统为高温超导电缆提供低温环境，使其处于超导状态，是保证高温超导电缆正常运行的关键因素，但现有的冷却系统的冷却效果均较差。
实用新型内容
本申请的目的在于提供超导线缆冷却系统，旨在解决现有技术中，冷却系统的冷却效果较差的问题。
为达此目的，本申请采用以下技术方案：
超导线缆冷却系统，包括制冷回路及冷却回路；所述制冷回路包括至少一个制冷机、与所述制冷机相连的液氮容器，以及设于所述制冷机与所述液氮容器之间的第一低温泵；所述冷却回路包括依次相连的换热器、第二低温泵，以及用于放置超导线缆及液氮的低温容器；所述换热器设于所述液氮容器内。
进一步地，所述制冷机为斯特林制冷机。
进一步地，所述换热器为间壁式换热器。
进一步地，还包括与所述液氮容器及所述低温容器相连的真空机；所述真空机与所述液氮容器的顶部相连，所述真空机与所述低温容器的顶部相连。
进一步地，还包括与所述真空机相连的复温器；所述液氮容器及所述低温容器均通过所述复温器与所述真空机相连。
进一步地，所述液氮容器与所述复温器之间设有第一调节阀；所述低温容器与所述复温器之间设有第二调节阀。
进一步地，还包括与所述低温容器并联设置的缓冲容器，所述缓冲容器与所述液氮容器之间设有第三调节阀，所述缓冲容器与所述第二低温泵之间设有第四调节阀。
进一步地，所述制冷机的数量为多个，多个所述制冷机并联设置。
进一步地，还包括与所述液氮容器相连的第一液氮杜瓦。
进一步地，还包括与所述低温容器相连的第二液氮杜瓦。
本申请的有益效果：制冷回路中的制冷剂用于将该回路中的液氮冷却至预设温度，然后低温的液氮容积于液氮容器内；冷却回路用于将超导线缆降温使得超导电缆满足进入超导状态的温度，冷却回路中的液氮于换热器处与液氮容器内的液氮发生热交换，进而实现冷却回路中的液氮的温度降低到一定值，然后沿着冷却回路流动至低温容器内与超导线缆接触，使得低温容器内的超导线缆的温度降低到一定值，达到超导状态；液氮具有足够低的温度，可保证冷却系统的冷却效果。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，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申请的一些实施例，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为本申请的实施例中超导线缆冷却系统的原理图；
图中：
1、制冷机；2、第一低温泵；3、真空机；4、第一液氮杜瓦；5、液氮容器；6、第二调节阀；7、复温器；8、第二低温泵；9、缓冲容器；10、第二液氮杜瓦；11、低温容器；12、超导线缆；13、第一调节阀；14、第三调节阀；15、第四调节阀。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
以下结合具体实施例对本申请的实现进行详细的描述。
如图1所示，本申请实施例提出了超导线缆冷却系统，包括制冷回路及冷却回路；制冷回路包括至少一个制冷机1、与制冷机1相连的液氮容器5，以及设于制冷机1与液氮容器5之间的第一低温泵2；冷却回路包括依次相连的换热器、第二低温泵8，以及用于放置超导线缆12及液氮的低温容器11；换热器设于液氮容器5内。
在本申请的实施例中，制冷回路中的制冷剂用于将该回路中的液氮冷却至预设温度，然后低温的液氮容积于液氮容器5内；冷却回路用于将超导线缆12降温使得超导电缆满足进入超导状态的温度，冷却回路中的液氮于换热器处与液氮容器5内的液氮发生热交换，进而实现冷却回路中的液氮的温度降低到一定值，然后沿着冷却回路流动至低温容器11内与超导线缆12接触，使得低温容器11内的超导线缆12的温度降低到一定值，达到超导状态；液氮具有足够低的温度，可保证冷却系统的冷却效果。同时，制冷回路及冷却回路中的液氮均可循环利用，且制冷回路及冷却回路中的液氮相互独立，进而降低了冷却时的成本。
进一步地，请参阅图1，作为本申请提供的超导线缆冷却系统的另一种具体实施方式，制冷机1为斯特林制冷机1。
进一步地，请参阅图1，作为本申请提供的超导线缆冷却系统的另一种具体实施方式，换热器为间壁式换热器。
进一步地，请参阅图1，作为本申请提供的超导线缆冷却系统的另一种具体实施方式，还包括与液氮容器5及低温容器11相连的真空机3；真空机3与液氮容器5的顶部相连，真空机3与低温容器11的顶部相连。真空机3可使得液氮容器5及低温容器11处于负压状态。
进一步地，请参阅图1，作为本申请提供的超导线缆冷却系统的另一种具体实施方式，还包括与真空机3相连的复温器7；液氮容器5及低温容器11均通过复温器7与真空机3相连。
进一步地，请参阅图1，作为本申请提供的超导线缆冷却系统的另一种具体实施方式，液氮容器5与复温器7之间设有第一调节阀13；低温容器11与复温器7之间设有第二调节阀6。第一调节阀13及第二调节阀6可分别通过液氮容器5及低温容器11内的压力进行调节，以满足液氮容器5及低温容器11持续稳定的处于负压状态。
进一步地，请参阅图1，作为本申请提供的超导线缆冷却系统的另一种具体实施方式，还包括与低温容器11并联设置的缓冲容器9，缓冲容器9与液氮容器5之间设有第三调节阀14，缓冲容器9与第二低温泵8之间设有第四调节阀15。当需要对低温容器11进行排空或者降低液位时，可将液氮缓冲至缓冲器内，以达到对液氮的回收的目的，减少能耗。
进一步地，请参阅图1，作为本申请提供的超导线缆冷却系统的另一种具体实施方式，制冷机1的数量为多个，多个制冷机1并联设置，可根据需求选择制冷量。
进一步地，请参阅图1，作为本申请提供的超导线缆冷却系统的另一种具体实施方式，还包括与液氮容器5相连的第一液氮杜瓦4。
进一步地，请参阅图1，作为本申请提供的超导线缆冷却系统的另一种具体实施方式，还包括与低温容器11相连的第二液氮杜瓦10。
可以理解的是，另一种具体实施方式中的方案可为在其他实施例的基础上进一步改进的可实现的实施方案。
显然，本申请的上述实施例仅仅是为了清楚说明本申请所作的举例，而并非是对本申请的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.超导线缆冷却系统，其特征在于，包括制冷回路及冷却回路；所述制冷回路包括至少一个制冷机、与所述制冷机相连的液氮容器，以及设于所述制冷机与所述液氮容器之间的第一低温泵；所述冷却回路包括依次相连的换热器、第二低温泵，以及用于放置超导线缆及液氮的低温容器；所述换热器设于所述液氮容器内。
2.根据权利要求1所述的超导线缆冷却系统，其特征在于，所述制冷机为斯特林制冷机。
3.根据权利要求1所述的超导线缆冷却系统，其特征在于，所述换热器为间壁式换热器。
4.根据权利要求1所述的超导线缆冷却系统，其特征在于，还包括与所述液氮容器及所述低温容器相连的真空机；所述真空机与所述液氮容器的顶部相连，所述真空机与所述低温容器的顶部相连。
5.根据权利要求4所述的超导线缆冷却系统，其特征在于，还包括与所述真空机相连的复温器；所述液氮容器及所述低温容器均通过所述复温器与所述真空机相连。
6.根据权利要求5所述的超导线缆冷却系统，其特征在于，所述液氮容器与所述复温器之间设有第一调节阀；所述低温容器与所述复温器之间设有第二调节阀。
7.根据权利要求1所述的超导线缆冷却系统，其特征在于，还包括与所述低温容器并联设置的缓冲容器，所述缓冲容器与所述液氮容器之间设有第三调节阀，所述缓冲容器与所述第二低温泵之间设有第四调节阀。
8.根据权利要求1所述的超导线缆冷却系统，其特征在于，所述制冷机的数量为多个，多个所述制冷机并联设置。
9.根据权利要求1所述的超导线缆冷却系统，其特征在于，还包括与所述液氮容器相连的第一液氮杜瓦。
10.根据权利要求1所述的超导线缆冷却系统，其特征在于，还包括与所述低温容器相连的第二液氮杜瓦。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114013298A (zh) * | 2021-11-15 | 2022-02-08 | 北京理工大学 | 一种超导电驱动履带车辆构型 |
| CN114458947A (zh) * | 2022-02-09 | 2022-05-10 | 广东电网有限责任公司 | 超导电力系统的运维方法、装置及超导电力集成系统 |
| US11764562B2 (en) | 2022-02-16 | 2023-09-19 | China Three Gorges Corporation | Terminal structure for conduction cooling high temperature superconducting cable |
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2019
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