PL200523B1 - Układ i sposób chłodzenia - Google Patents

Abstract

Uk lad ch lodzenia p lynu, do dostarczania kriogenicznego p lynu ch lodz acego do wirnika z nadprzewodnictwem wysoko- temperaturowym, zawieraj acy kriogeniczny zbiornik magazynu- j acy do przechowywania ciek lego kriogenicznego p lynu ch lo- dz acego i dop lywow a lini e transportow a lacz ac a zbiornik ma- gazynuj acy z wirnikiem i stanowi ac a drog e przej scia ciek lego p lynu ch lodz acego ze zbiornika magazynuj acego do wirnika, przy czym zbiornik magazynuj acy jest umieszczony wy zej ni z wirnik, i ciek ly p lyn ch lodz acy jest podawany do wirnika grawi- tacyjnie, przy czym zbiornik magazynuj acy zawiera górny obszar pary i dolny obszar cieczy, a ponadto uk lad zawiera rekondensa- tor sprz ezony z górnym obszarem pary zbiornika magazynuj a- cego. Sposób ch lodzenia nadprzewodz acej cewki z uzwoje- niem wzbudzaj acym w wirniku maszyny synchronicznej z za- stosowaniem podniesionego kriogenicznego zbiornika maga- zynuj acego, przy czym w tym sposobie przechowuje si e krio- geniczny p lyn ch lodz acy w zbiorniku magazynuj acym, który jest umieszczony wy zej ni z wirnik, umo zliwia si e przep lyw p ly- nu ch lodz acego pod dzia laniem si ly ci ezko sci ze zbiornika ma- gazynuj acego do wirnika, ch lodzi si e cewk e z uzwojeniem wzbudzaj acym p lynem ch lodz acym, zwrotnie przekazuje si e p lyn ch lodz acy do zbiornika magazynuj acego i skrapla si e cz esc pary p lynu ch lodz acego w zbiorniku magazynuj acym lub w linii powrotnej, polega tym, ze przerywa si e operacj e skra- plania czesci pary p lynu ch lodz acego i zaprzestaje si e skrapla- nia cz esci pary p lynu ch lodz acego, za s podczas trwania etapu zatrzymania skraplania czesci pary p lynu ch lodz acego . . . . PL PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest układ i sposób chłodzenia, a zwłaszcza kriogeniczny sposób chłodzenia i układ chłodzenia płynu dla maszyny synchronicznej mającej wirnik z uzwojeniem na cewce wykazującym nadprzewodnictwo wysokotemperaturowe. W szczególności przedmiotem wynalazku jest wyparny układ oziębiający dostarczający płynu kriogenicznego do wirnika i do ponownego schładzania zużytego płynu chłodzącego podawanego zwrotnie z wirnika i sposób chłodzenia w tym układzie.

Prądnice z nadprzewodnictwem wysokotemperaturowym, aby osiągnąć możliwość utrzymania się na rynku potrzebują bardzo niezawodnego, taniego sprzętu do oziębiania kriotechnicznego. Dla osiągnięcia wysokiej niezawodności, w istniejącym sprzęcie oziębiania kriotechnicznego stosuje się redundancyjne części składowe urządzenia oziębiania kriotechnicznego. Konieczność stosowania elementów redundancyjnych, w przypadku układów oziębiania kriotechnicznego wirników HTS, jest spowodowana nieodpowiednią niezawodnością tych części składowych i wymaganiem nieprzerwanego dostarczania płynu chłodzącego.

Jednakowoż z powodu stosowania redundancyjnych części składowych urządzeń oziębiania kriotechnicznego rosną znacznie koszty tych układów. Ponadto istniejące układy oziębiania kriotechnicznego wymagają częstych konserwacji wskutek ich nieodpowiedniej niezawodności i redundancji układowych. Odpowiednio do tego koszt eksploatacji tych układów jest stosunkowo wysoki.

Koszty zakupu i eksploatacji istniejących układów oziębiania kriotechnicznego znacznie zwiększają koszt maszyn z wirnikami HTS. Te wysokie koszty przyczyniły się do dotychczasowej nierealizowalności komercjalnej włączania wirników HTS do mogących znaleźć zbyt na rynku maszyn synchronicznych. Stąd wynika zasadnicza, i dotychczas nie zaspokojona potrzeba opracowania układu oziębiania kriotechnicznego, mniej kosztownego w budowie, niekosztownego w eksploatacji i zapewniającego niezawodne dostarczanie kriogenicznego płynu chłodzącego do wirnika HTS.

Do synchronicznych maszyn elektrycznych z uzwojeniami cewki magnesującej zalicza się, choć nie wyłącznie, prądnice wirujące, silniki wirujące i silniki liniowe. Te maszyny zwykle zawierają stojan i wirnik, które są sprzężone elektromagnetycznie. Wirnik może zawierać wielobiegunowy rdzeń wirnika i zainstalowane na rdzeniu wirnika jedno lub więcej uzwojeń cewkowych. Rdzenie wirnikowe zawierają materiał stały o dużej przenikalności magnetycznej, na przykład wirnik żelazny.

W wirnikach synchronicznych maszyn elektrycznych zwykle stosuje się konwencjonalne uzwojenia miedziane. Jednakowoż rezystancja elektryczna uzwojeń miedzianych (jakkolwiek według konwencjonalnych miar niewielka) jest wystarczająca do powodowania znacznego nagrzewania wirnika i zmniejszania sprawności energetycznej maszyny. Ostatnio opracowano nadprzewodzące (SC - super-conducting) uzwojenia cewkowe. Uzwojenia SC efektywnie nie mają rezystancji i stanowią bardzo korzystne uzwojenia cewkowe wirnika.

Wirniki z rdzeniem żelaznym przy natężeniu pola w szczelinie powietrznej wynoszącym około 2 tesla nasycają się. W znanych konstrukcjach wirników nadprzewodzących stosuje się konstrukcje z rdzeniem powietrznym, bez żelaza w wirniku, osiągając pole magnetyczne w szczelinie powietrznej o wartości powyżej 3 tesla. Te silne pola magnetyczne w szczelinie powietrznej przyczyniają się do zwiększenia gęstości mocy maszyny elektrycznej, i w wyniku dają znaczne zmniejszenie ciężaru i rozmiarów maszyny. Nadprzewodzące wirniki z rdzeniem powietrznym wymagają dużych ilości drutu nadprzewodzącego. Te duże ilości drutu SC poza wymaganiem dużej liczby cewek powodują złożoność podpór cewek i zwiększają koszt uzwojeń cewki SC i wirnika.

Wirniki z nadprzewodnictwem mają cewki nadprzewodzące chłodzone ciekłym helem, przy czym zużyty hel jest odprowadzany z powrotem jako gazowy hel o temperaturze pokojowej. Używanie ciekłego helu do chłodzenia kriogenicznego wymaga ciągłego ponownego skraplania zwracanego gazowego helu o temperaturze pokojowej, i takie ponowne skraplanie stwarza znaczne problemy niezawodnościowe i wymaga znacznej mocy pomocniczej. W związku z tym, występuje potrzeba opracowania układu oziębiania kriotechnicznego, który skrapla ponownie gorący, zużyty płyn chłodzący zwracany z wirnika. Ponownie skroplony płyn chłodzący powinien następnie być dostępny do ponownego wykorzystania w charakterze płynu chłodzącego wirnik HTS.

Układ chłodzenia płynu, do dostarczania kriogenicznego płynu chłodzącego do wirnika z nadprzewodnictwem wysokotemperaturowym, zawierający kriogeniczny zbiornik magazynujący do przechowywania ciekłego kriogenicznego płynu chłodzącego i dopływową linię transportową łączącą zbiornik magazynujący z wirnikiem i stanowiącą drogę przejścia ciekłego płynu chłodzącego ze zbiornika magazynującego do wirnika, przy czym zbiornik magazynujący jest umieszczony wyżej niż wirnik, i ciekły płyn

PL 200 523 B1 chłodzący jest podawany do wirnika grawitacyjnie, według wynalazku charakteryzuje się tym, że zbiornik magazynujący zawiera górny obszar pary i dolny obszar cieczy, a ponadto układ zawiera rekondensator sprzężony z górnym obszarem pary zbiornika magazynującego.

Sposób chłodzenia nadprzewodzącej cewki z uzwojeniem wzbudzającym w wirniku maszyny synchronicznej z zastosowaniem podniesionego kriogenicznego zbiornika magazynującego, przy czym w tym sposobie przechowuje się kriogeniczny płyn chłodzący w zbiorniku magazynującym, który jest umieszczony wyżej niż wirnik, umożliwia się przepływ płynu chłodzącego pod działaniem siły ciężkości ze zbiornika magazynującego do wirnika, chłodzi się cewkę z uzwojeniem wzbudzającym płynem chłodzącym, zwrotnie przekazuje się płyn chłodzący do zbiornika magazynującego i skrapla się część pary płynu chłodzącego w zbiorniku magazynującym lub w linii powrotnej, według wynalazku charakteryzuje się tym, że przerywa się operację skraplania części pary płynu chłodzącego i zaprzestaje się skraplania części pary płynu chłodzącego, zaś podczas trwania etapu zatrzymania skraplania części pary płynu chłodzącego kontynuuje się przepływ płynu chłodzącego ze zbiornika magazynującego do wirnika.

Dodatkowo, podczas trwania etapu zatrzymania skraplania części pary płynu chłodzącego, wypuszcza się górną część pary.

Dodatkowo podczas trwania etapu zatrzymania skraplania części pary płynu chłodzącego zwiększa się ciśnienie płynu chłodzącego w zbiorniku magazynującym.

Operację zwiększania ciśnienia płynu chłodzącego w zbiorniku magazynującym wykonuje się w fazie schładzania wirnika.

Opracowano wysoce niezawodny układ oziębiania kriotechnicznego dla wirnika HTS do maszyny synchronicznej. Ten układ oziębiający zapewnia ciągłe dostarczanie płynu chłodzącego do wirnika HTS. Ponadto ten układ oziębiający jest oszczędny w konstrukcji i eksploatacji. Ta niezawodność i oszczędność układu chłodzącego umożliwia opracowanie komercyjnie żywotnej maszyny synchronicznej z wirnikiem HTS.

Układ oziębiania kriotechnicznego jest pracującym w zamkniętej pętli wyparnym układem chłodzącym z podawaniem grawitacyjnym, dla wirnika z nadprzewodnictwem wysokotemperaturowym (HTS). Układ zawiera umieszczony wysoko zbiornik magazynujący czynnik kriogeniczny, linie transportowe z płaszczem próżniowym, dostarczające ciekły czynnik kriogeniczny do wirnika, a parę zwrotną do zbiornika magazynującego, i urządzenia oziębiania kriotechnicznego w przestrzeni par zbiornika magazynującego, który powoduje ponowne skraplanie pary. Urządzenie oziębiania kriotechnicznego może być jednostopniowym urządzeniem kriotechnicznym Gifford-McMahon lub rurą impulsową ze sprężarką integralną lub oddzielną. Płynem kriogenicznym może być neon, wodór lub inny tego rodzaju płyn chłodniczy.

Przedmiot wynalazku uwidoczniono w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 stanowi uproszczony widok z boku nadprzewodzącego (SC) wirnika w stojanie, fig. 2 - uproszczony widok perspektywiczny owalnej cewki nadprzewodzącej (SC) mającej przeloty dla gazu chłodzącego, fig. 3 uproszczony schemat kriogenicznego układu chłodzącego do dostarczania płynu chłodzącego do wirnika nadprzewodzącego (SC).

Na fig. 1 przedstawiono przykładową prądnicę synchroniczną 10 mającą stojan 12 i wirnik 14. Wirnik zawiera cewki uzwojenia magnesującego, które wstawione są ciasno do wewnątrz cylindrycznej przestrzeni próżniowej 16 dla wirnika w stojanie. Wirnik wstawiony jest w przestrzeń próżniową 16 w stojanie dla wirnika. Przy obracaniu się wirnika wewnątrz stojana, pole magnetyczne 18 (przedstawione liniami przerywanymi) generowane przez wirnik i cewki wirnika porusza się/wiruje w stojanie i wytwarza prąd elektryczny w uzwojeniach cewek 19 stojana. Prąd ten jest oddawany przez prądnicę na zewnątrz w charakterze mocy elektrycznej

Wirnik 14 ma zwykle oś 20 biegnącą wzdłużnie, i zwykle lity rdzeń 22 wirnika. Lity rdzeń 22 o dużej przenikalności magnetycznej jest zwykle wykonany z materiału ferromagnetycznego, na przykład żelaza. W maszynie o małej gęstości mocy z nadprzewodnictwem, rdzeń żelazny jest wykorzystywany do zmniejszenia siły magnetomotorycznej (MMF) a zatem zmniejszenia ilości drutu w cewce nadprzewodzącej (SC) potrzebnego na uzwojenie cewki. Na przykład lity rdzeń żelazny wirnika może być nasycony magnetycznie przy natężeniu pola magnetycznego w szczelinie wynoszącym około 2 tesli.

Wirnik 14 podtrzymuje przynajmniej jedno rozciągające się wzdłużnie, owalne uzwojenie 34 cewki z nadprzewodnictwem wysokotemperaturowym (HTS). Uzwojenie cewki HTS może w odróżnieniu od tego owalnego kształtu mieć kształt siodłowy lub może mieć pewien inny kształt, odpowiedni dla konkretnej konstrukcji wirnika HTS. Układ wzmacniający cewki opisywany w niniejszym dokumencie jest przeznaczony dla uzwojenia cewki SC owalnej. Układ wzmacniający cewki może być dostosowany do konfiguracji cewki innej, niż cewka owalna instalowana na litym rdzeniu wirnika.

PL 200 523 B1

Wirnik zawiera wały końcowe 24, 30, które obejmują z dwóch stron rdzeń 22 wirnika, i podparte są łożyskami 25. Wał końcowy 24 kolektora ma złącze 26 do transportu czynnika kriogenicznego łączące ze źródłem kriogenicznego płynu chłodzącego wykorzystywanego do chłodzenia uzwojeń cewki SC w wirniku. Złącze 26 do transportu czynnika kriogenicznego zawiera segment stacjonarny dołączony do źródła kriogenicznego płynu chłodzącego, i segment obrotowy, który dostarcza płyn chłodzący do cewki HTS. Wał końcowy 24 kolektora zawiera również kolektor 78 do połączenia elektrycznego z wirującym uzwojeniem cewki SC. Wał 30 na końcu napędowym wirnika może być napędzany przez sprzęgło 32 turbiny energetycznej 32.

Figura 2 przedstawia przykładowe owalne uzwojenie 34 cewki magnesującej. W skład cewek 34 uzwojenia magnesującego wirnika wchodzi nadprzewodząca w wysokiej temperaturze cewka (SC) 36. Każda cewka SC zawiera przewodnik z nadprzewodnictwem wysokotemperaturowym, na przykład druty z BSCCO (Bi_xSr_xCa_xCu_xO_x) laminowane w kompozycie uzwojeniowym nasycanym epoksydem. Na przykład zespół drutów z BSCCO 2223 może być laminowany, spajany i zwijany w litą cewkę nasyconą epoksydem.

Drut HTS jest łamliwy i łatwy do uszkodzenia. Cewka HTS jest zwykle nawijana warstwami taśmy, nasycanej epoksydem. Taśma HTS jest zwinięta w precyzyjny kształt, dla zapewnienia ciasnych tolerancji wymiarowych. Taśma jest nawinięta spiralnie tworząc owalną cewkę SC 36.

Wymiary cewki owalnej zależą od wymiarów rdzenia wirnika. Zwykle każda owalna cewka otacza bieguny magnetyczne rdzenia wirnika i jest równoległa do osi wirnika. Uzwojenia HTS cewki są ciągłe wokół kształtu owalnego. Cewki SC tworzą bezrezystancyjną ścieżkę dla prądu elektrycznego wokół rdzenia wirnika i między biegunami magnetycznymi rdzenia.

W uzwojeniu 34 cewki znajdują się kanały płynowe 38 dla kriogenicznego płynu chłodzącego. Kanały te mogą przechodzić wokół zewnętrznej krawędzi cewki 36 SC. Kanały przejściowe doprowadzają płyn chłodzący do cewki i odprowadzają z cewki ciepło. Płyn chłodzący utrzymuje niską temperaturę, na przykład 27 K w uzwojeniu cewki konieczną do zapewnienia warunków nadprzewodnictwa, związanych z brakiem rezystancji elektrycznej cewki. Kanały chłodzące na jednym końcu rdzenia wirnika mają wejściowe i wyjściowe okna 112 dla płynu. Te okna 112 dla płynu (gazu) łączą kanały chłodzące 38 cewki SC ze złączem 26 do transportu czynnika kriogenicznego.

Figura 3 przedstawia w uproszczeniu układ oziębiania kriotechnicznego 50 dla prądnicy HTS 10. Kriogeniczny zbiornik magazynujący 52, czyli naczynie Dewara przechowuje ciekły kriogen. Zbiornik jest umieszczony na pewnej wysokości 54 nad prądnicą HTS. Wysokość zbiornika ponad wirnikiem jest proporcjonalna do wymaganego ciśnienia płynu wpływającego do wirnika, a odwrotnie proporcjonalna do gęstości płynu chłodzącego. Z powodu wzniesienia zbiornika na pewną wysokość, siła ciężkości wypiera płyn chłodzący ze zbiornika chłodzącego do złącza 26 wirnika i do cewek SC 34. Siła ciężkości nie zanika, nie wymaga konserwacji i jest za darmo. Zatem układ chłodzący z podawaniem grawitacyjnym jest wysoce niezawodny i tani.

Układ chłodzenia stanowi zamkniętą pętlę. Płyn chłodzący ze zbiornika 52 przepływa przez dopływowy element transportowy, który łączy zbiornik ze złączem 26 wirnika. Płyn chłodzący przechodzi przez kanał chłodzący z płaszczem próżniowym w wale końcowym 24 i przez kanały chłodzące 38 wokół cewek SC 36. Płyn chłodzący utrzymuje cewkę w temperaturze kriogenicznej przez chłodzenie wyparne i zapewnia pracę cewek w warunkach nadprzewodnictwa. Zużyty płyn chłodzący, zwykle w postaci zimnego gazu, uchodzi kanałem chłodzącym 38 z cewki, płynie przez kanały chłodzące z płaszczem próżniowym w wale końcowym i przez złącze chłodzące 26. Powrotna linia transportowa 58 przenosi powracający płyn chłodzący z wirnika do zbiornika magazynującego 52. Linie dopływowe i transportowe są zaopatrzone w płaszcz próżniowy, a zatem dobrze izolowane. Izolacja próżniowa linii transportowych minimalizuje straty przy transporcie ciepła w płynie chłodzącym podczas jego przepływu ze zbiornika do wirnika, i z wirnika do zbiornika.

Płyn chłodzący jest zwykle nieczynny, jak neon lub wodór. Wartości temperatury odpowiednie dla nadprzewodników HTS są zwykle niższe od 30 K, i wynoszą, korzystnie, około 27 K. Płyny kriogeniczne najbardziej nadające się do chłodzenia cewek SC w wirniku HTS to wodór, który może schładzać cewkę do 20 K, i neon, który może chłodzić cewkę SC przy 27 K. Ciekły neon opuszcza zbiornik 52 urządzenia oziębiania kriotechnicznego przy temperaturze, na przykład, około 27 K. Ciekły kriogen jest zwykle wykorzystywany w zbiorniku magazynującym 52 do zasilania wirnika HTS ciekłym płynem chłodzącym. Dopływowa linia transportowa z płaszczem próżniowym zapewnia, że ciekły płyn chłodzący ze zbiornika magazynującego wchodzi w wirnik mając w zasadzie tę samą temperaturę, co płyn pozostały w zbiorniku.

PL 200 523 B1

Ciecz chłodząca podczas przepływania wokół cewek SC paruje. Parowanie cieczy chłodzącej ochładza cewki SC i zapewnia, że cewki pracują w warunkach nadprzewodnictwa. Odparowujący płyn chłodzący przepływa jako zimny gaz z wirnika HTS przez linię powrotną 58 do zbiornika chłodzącego 52. Linia powrotna jest dobrana rozmiarem do przepuszczania zimnego gazu chłodzącego z wirnika do górnej, zawierającej pary, przestrzeni 60 zbiornika 52. Przestrzeń par w zbiorniku znajduje się pionowo nad przestrzenią 62 cieczy zbiornika. Przestrzeń par i przestrzeń cieczy w zbiorniku mogą stanowić pojedynczą ciągłą objętość w zbiorniku, lub mogą być oddzielnymi komorami połączonymi między sobą hydraulicznie.

Ponowne skraplanie gazowego płynu chłodzącego w zbiorniku magazynującym odbywa się za pomocą rekondesatora 64 z zimną głowicą. Rekondensator odbiera ciepło z gazowego płynu chłodzącego w zbiorniku, tak że płyn kondensuje się do postaci ciekłej i spływa w dół do obszaru cieczy zbiornika. Rekondensator nie musi działać w sposób ciągły, przy dostarczaniu przez zbiornik ciekłego płynu chłodzącego dla wirnika HTS. Ciekły płyn chłodzący w zbiorniku zapewnia nieprzerwane dostarczanie płynu chłodzącego dla wirnika HTS. Zatem rekondensator może być obsługiwany przy równoczesnym kontynuowaniu przez prądnicę HTS pracy. Rekondensator może czasowo przerywać pracę bez konieczności wyłączania wirnika z pracy podczas naprawy rekondensatora. Kiedy następuje wyłączenie wirnika HTS dla normalnej obsługi, zbiornik może być obsługiwany za pośrednictwem komina serwisowego 66.

Urządzenie 64 oziębiania kriotechnicznego może zawierać jeden lub więcej bloków Gifford-McMahon lub bloków rur pulsujących z zimną głowicą, potrzebną do zapewnienia przepustowości chłodzenia wirnika HTS. Urządzenie oziębiania kriotechnicznego może być rekondensatorem, który kondensuje parę do cieczy. Zwykle nie powinny być potrzebne redundancyjne bloki oziębiania kriotechnicznego. Nie jest potrzebny nadmiar przepustowości urządzenia oziębiania kriotechnicznego, ponieważ zbiornik magazynujący kriogenu ma dostateczny zapas pojemności ciekłego płynu chłodzącego dla umożliwienia wyłączania bloków 64 oziębiania kriotechnicznego dla konserwacji lub wymiany bez oddziaływania na pracę wirnika. Zmagazynowana objętość zbiornika dobrana jest wielkością tak, aby zapewnić dostateczną ilość cieczy dla wirnika w ciągu okresu wyłączenia rekondensatora, na przykład jednego dnia, i w tym przypadku typowa pojemność magazynowania dla wirnika HTS chłodzonego neonem wyniosłaby około 100 litrów. Podczas okresów wyłączenia urządzenia oziębiania kriotechnicznego, układ chłodzenia pracuje w pętli otwartej, tak że pary płynu chłodzącego zwracane z wirnika są wyrzucane do otaczającej atmosfery za pośrednictwem ujścia kominowego 66. Utracona ciecz kriogeniczna jest uzupełniana przez dopełnienie zbiornika magazynującego po przywróceniu działania bloku oziębiania kriotechnicznego.

Przy pracy, ciekły czynnik kriogeniczny jest, pod działaniem siły ciężkości, podawany z przestrzeni 62 cieczy do złącza transportowego 26 wirnika nadprzewodzącego. Ciecz chłodząca krąży przez rury 38 wymiennika ciepła będące w kontakcie z zewnętrzną stroną cewki HTS, i przy tym chłodzi cewkę przez przenoszenie ciepła wrzenia. Gazowa para chłodząca wraca ze złącza transportowego 26 wirnika przez powrotną linię transportową 58 z płaszczem próżniowym na górę (do przestrzeni 60) zbiornika magazynującego. Siłę napędową, powodującą krążenie płynu chłodzącego w układzie zamkniętej pętli wywołuje różnica ciśnień, wynikająca z różnicy ciężarów słupa o wysokości 54 ciężkiej cieczy dopływowej i słupa o wysokości 54 lekkiego gazu powrotnego.

Zimna głowica 64 urządzenia oziębiania kriotechnicznego działa w przestrzeni 60 pary zbiornika magazynującego dokonując rekondensacji pary. Przy rekondensacji płynu chłodzącego, płyn wraca do obszaru cieczy zbiornika i jest dostępny do ponownego wykorzystania do chłodzenia wirnika HTS. Układ jest układem zamkniętej pętli, który reutylizuje płyn chłodzący i pozwala uniknąć wycieków płynu. Jednakowoż, układ może pracować jako układ z otwartą pętlą, jeżeli urządzenie oziębiania kriotechnicznego nie pracuje. Ponadto, układ chłodzenia wirnika według niniejszego wynalazku może być efektywnie wykorzystywany do schładzania rdzenia przy pracy w otwartej pętli, przez przykładanie ciśnienia do przestrzeni pary w zbiorniku magazynującym, dla przetłaczania większych ilości cieczy przez wirnik, jeśli to jest potrzebne do szybkiego jego schłodzenia.

Układ 50 chłodzenia jest oszczędny i niezawodny. Układ w działaniu opiera się na sile ciężkości i stosowaniu zbiornika zapewniającego nieprzerwane zasilanie płynem chłodzącym, w sposób niekosztowny. Układ poza tym minimalizuje potencjalne awarie, ponieważ do zapewnienia ciągłości pracy nie są potrzebne układy i obsługi intensywnej, na przykład oziębiania kriotechnicznego.

Jakkolwiek wynalazek opisano w połączeniu z odmianą wykonania, którą obecnie uważa się za najkorzystniejszą i możliwą do zrealizowania, to jest oczywiste, że wynalazek nie ma być w założeniu ograniczony do opisanej odmiany wykonania, lecz przeciwnie, uważa się, że obejmuje wszystkie odmiany wykonania zgodnie z istotą załączonych zastrzeżeń.

Claims (5)

1. Układ chłodzenia płynu, do dostarczania knogenicznego płynu chłodzącego do wirnika z nadprzewodnictwem wysokotemperaturowym, zawierający kriogeniczny zbiornik magazynujący do przechowywania ciekłego kriogenicznego płynu chłodzącego i dopływową linię transportową łączącą zbiornik magazynujący z wirnikiem i stanowiącą drogę przejścia ciekłego płynu chłodzącego ze zbiornika magazynującego do wirnika, przy czym zbiornik magazynujący jest umieszczony wyżej niż wirnik, i ciekły płyn chłodzący jest podawany do wirnika grawitacyjnie, znamienny tym, że zbiornik magazynujący zawiera górny obszar pary i dolny obszar cieczy, a ponadto układ zawiera rekondensator sprzężony z górnym obszarem pary zbiornika magazynującego.

2. Sposób chhodzenia z uzwojeniem wzbudzającym w wirniku maszyny synchronicznej z zastosowaniem podniesionego kriogenicznego zbiornika magazynującego, przy czym w tym sposobie przechowuje się kriogeniczny płyn chłodzący w zbiorniku magazynującym, który jest umieszczony wyżej niż wirnik, umożliwia się przepływ płynu chłodzącego pod działaniem siły ciężkości ze zbiornika magazynującego do wirnika, chłodzi się cewkę z uzwojeniem wzbudzającym płynem chłodzącym, zwrotnie przekazuje się płyn chłodzący do zbiornika magazynującego i skrapla się część pary płynu chłodzącego w zbiorniku magazynującym lub w linii powrotnej, znamienny tym, że przerywa się operację skraplania części pary płynu chłodzącego i zaprzestaje się skraplania części pary płynu chłodzącego, zaś podczas trwania etapu zatrzymania skraplania części pary płynu chłodzącego kontynuuje się przepływ płynu chłodzącego ze zbiornika magazynującego do wirnika.

3. Sposób według 2, znamienny tym. że dodatkowo, podczas trwania etapu zatrzymania skraplania części pary płynu chłodzącego, wypuszcza się górną część pary.

4. Sposób według zas^z. 2, znamiennytym, że dodatkowo podczas ttwania eeapu za^zyi-mania skraplania części pary płynu chłodzącego zwiększa się ciśnienie płynu chłodzącego w zbiorniku magazynującym.

5. Sposób według 4, znamiennytym, że operację zwiększania ciśnieniappynu chhodzącego w zbiorniku magazynującym wykonuje się w fazie schładzania wirnika.