DE2221098A1

DE2221098A1 - Rohrfoermiges Kuehlsystem

Info

Publication number: DE2221098A1
Application number: DE19722221098
Authority: DE
Inventors: Marcel Aupoix; Francois Moisson-Franckhauser
Original assignee: Compagnie Generale dElectricite SA
Current assignee: Alcatel Lucent SAS
Priority date: 1971-04-28
Filing date: 1972-04-28
Publication date: 1972-11-09
Also published as: GB1374680A; CH549297A; FR2135779A5; US3715453A; IT953789B; NL7205392A; JPS5443877B1; BE782359A

Description

GDC/U/C

F 6051 2 8.Afö. 1872

c 25 2 8-

ι J2Zi 10

COMPAGHiIE GENERALE D-¹EIEOiCRICITE 54, Rue la 3oe*tie, PARIS (8), Prankreich

ROHRFORlIGES E0HI.SYSTEM

Die Erfindung betrifft ein rohrf'drmiges Kühlsystem, das die Leiter eines KUhlkabels umgibt, die einen eine Restwelligkeit aufweisenden Wechsel- bzw. Gleichstrom leiten.

Zur übertragung hoher elektrischer Leistungen werden bekanntlich Kryokabel verwendet, deren Leiter in einem Kühlgehäuse untergebracht sind, in dem ein Kühlmittel umläuft. Bei einem Kryokabel mit durch Temperatureinflüsse unveränderlicher Länge bestehen die Leiter aus Kabeln, deren Länge sich in Abhängigkeit von der Temperatur nicht ändert, und das sie umgebende Kühlsystem besteht aus einer Eisen- und Nickellegierung, die eine geringe relative Wärmeschrumpfung und 30 bis 40 Prozent Nickel aufweist. Hierbei handelt es sich beispielsweise um eine unter dem Warenzeichen "INVAR" hergestellte und in Frankreich von der Firma Sociote* Mdtallurgique d'Imphy vertriebene Legierung.

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ebenfalls bekannt, leitende Ummantelungen zur Verringerung der durch die in de*' Umgebung der Kabel induzierten Ströme verursachten Verluste zu verwenden. Auf herkömmliche Weise kann auch eine elektrische Abschirmung verwendet werden, die einem Kabel bzw. einem Kabelbündel gemeinsam ist.

Die verschiedenen Vorrichtungen sind, wenn das

Kühlmittel in sie eingeführt wird, einer thermischen Schrumpfung ausgesetzt und müssen daher wendelförmig oder in Form von gewendelten Röhren ausgeführt werden.

Bei diesem Kühlsystem, das eine hohe magnetische Permeabilität aufweist, treten infolge der induzierten Wechselströme elektromagnetische Verluste auf.

Ziel der Erfindung ist die Beseitigung dieser Nachteile.

Gegenstand der Erfindung ist ein rohrförmiges Kühlsystem, bestehend aus einem Verbundmaterial, das die Leiter eines Kryokabels umgibt und einen Mantel aus einer Eisen-Nickel-Legierung aufweist, deren Nickelgehalt zwischen 30 und 45 Prozent beträgt, dadurch gekennzeichnet, dass ein Metallschirm mit einem spezifischen Widerstand von weniger als

3.10" Ohm/m die Leiter im Innern des Mantels umgibt.

Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Kühlsystems wird an Hand der Zeichnung beschrieben.

Die Fig. zeigt ein rohrförmiges, aus einem Verbundmaterial bestehendes Kühlsystem; dieses besteht aus:

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- einer Schicht 1 aus einer Eisen-Nickel-Legierung, die 30 Ms 45 Prozent Nickel enthält und den Aussenmantel des KUhlsystems bildet;

- Leiter 4_f die im Innern 5 des Kuhlsystems untergebracht sind, in dem ein Kuhlmittel umläuft, bei dem es sich bei supraleitenden Kryokabeln um Helium bzw. Stickstoff handelt, wobei die Anzahl der Leiter beispielsweise vier beträgt5

- einem Metallschirm 2, der zwischen den Leitern 4 und dem Mantel 1 untergebracht und mit der Innenfläche des Kuhlsystems in Verbindung steht. Dieser Metallpchirm besteht aus einem Material mit einem spezifischen Widerstand von

weniger als 3.10" Ohm/m» beispielsweise aus Aluminium.

Der Schirm und der Mantel können beispielsweise aus einem gewalzten Band gefertigt werden, das aus einer ersten, aus der genannten Fisen- und Nickellegierung gebildeten Schicht und aus einer zweiten Schicht besteht, die aus Aluminium und auf die erste aufgebracht ist. Dieses Band wird gebogen und, wenn die beiden gebogenen Ränder einander gegenüberliegen, bei 3 zusammengeschweisst. Das Band wird so gebogen, dass die Schicht 1 aussen liegt.

Die Dicke der Aluminium-Schicht muss derart sein, dass die induzierten Wechselfelder nicht den Mantel erreichen. .Sie hängt von dem spezifischen Widerstand des verwendeten Aluminiums ab.

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Ba die Wechselfelder nicht den magnetischen Mantel erreichen, verringern sich di. durch den im Mantel induzierten Strom entstehenden Verluste beträchtlich»

Die beiden Schichten, die das Kühlsystem bilden, sind miteinander verbunden, und das Kühlsystem ist an seinen Enden befestigt und geradlinig angeordnet.

Wenn das Kühlmittel eingebracht wird, unterliegt der aus der Eisen-Nickel-Legierung bestehende, eine bei Temperaturänderungen unveränderliche Länge aufweisende Mantel in Längsrichtung auftretenden mechanischen Beanspruchungen von etwa 6 kg/mm2, die mit den mechanischen Eigenschaften der Eisen-17ickel-Legierung kompatibel sind. In der Aluminiumschicht tritt ein regelmässig verteiltes Pliessen auf, und es ergeben sich in Längsrichtung mechanische Beanspruchungen von etwa 3,2 kg/mm2, die der Elastizitätsgrenze des Aluminiums bei der Betriebstemperatur des Kryokabels darstellen. Die in Längsrichtung auf das Kühlsystem ausgeübten Zugkräfte lassen seine Verwendung für Kryokabel zu.

Das Prinzip der Zugbeanspruchung eines geradlinigen zylindrischen Kollisystems grosser Länge, das aus einer Legierung besteht, die eine geringe thermische Schrumpfung aufweist, wie beispielsweise der als "INVAR" bekannte Stoff, ist in der von der Anmelderin hinterlegten französischen Patentanmeldung 7.107 609 beschrieben. Dieses gilt auch für das erfindungsgemässe Kühlsystem.

Mit diesem zylindrischen Kühlsystem werden die

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Vorteile erzielt, die Kühlsysteme aus einer Legierung "bieten,

—4-deren relative thermische Sch.umpfung weniger als 5.10 beträgt, nämlich:

- Ausbleiben von. Dehnungsfalten,

- kontinuierliche Herstellung am Verlegeror-i des Kryokabels·

Der Schirm verhindert Verluste, die durch induzierte Str'dme in Kuhlsystemen mit hohem spezifischen Widerstand und insbesondere in solchen aus INVAR bzw. einer Legierung mit den gleichen technischen Kennwerten verursacht werden.

-Patentansprttche-

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

1, / Rohrfdrmiges Kühlsystem, "bestehend aus einem Verbundmaterial_t das die Leiter eines Kryokabels umgibt und einen Mantel aus einer Eisen-Nickel-Legierung aufweist, deren Nickelgehalt zwischen 30 und 45 Prozent betragt, dadurch gekennzeichnet, dass ein Metallschirm (2) aus einem Stoff mit einem spezifischen Widerstand

—8
von weniger als 3.10" Ohm/m die Leiter (4) im Innern des Mantels (1) umgibt.
2. Kühlsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schirm (2) als Metallschicht an der Innenseite des Mantels (1) angebracht ist.
3· Kühlsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Mantel und der Schirm aus einem gewalzten, gebogenen Band hergestellt sind, das erste, den Mantel (1) bildende und das zweite, den Schirm (2) bildende Schicht aufweist.
4. Kühlsystem nach Anspruch 2,dadurch gekennzeichnet, dass als Stoff zur Herstellung des Schirms (2) Aluminium bzw. Kupfer gewählt wird.

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