RU2491671C2 - Способ и устройство для охлаждения сверхпроводящего кабеля - Google Patents
Способ и устройство для охлаждения сверхпроводящего кабеля Download PDFInfo
- Publication number
- RU2491671C2 RU2491671C2 RU2011142825/07A RU2011142825A RU2491671C2 RU 2491671 C2 RU2491671 C2 RU 2491671C2 RU 2011142825/07 A RU2011142825/07 A RU 2011142825/07A RU 2011142825 A RU2011142825 A RU 2011142825A RU 2491671 C2 RU2491671 C2 RU 2491671C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- superconducting cable
- cryogenic
- coolant
- cryostat
- long
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment
Abstract
Изобретение относится к криогенной технике, а именно к организации охлаждения протяженных криогенных систем (КС), и может быть применено для охлаждения сверхпроводящей кабельной линии (КЛ). Устройство содержит протяженный криостат 1, систему криогенного обеспечения 2, буферные емкости 3. По имеющемуся в криостате каналу, образованному зазором между внутренней трубой и СПК из буферной емкости 3 на одном из торцов ПКС пропускают хладоноситель. На втором торце ПКС хладоноситель накапливается во второй буферной емкости 3. Поддержание необходимой температуры хладоносителя происходит в криогенных системах (холодильных установках), оптимально расположенных по длине вдоль ПКС. При заполнении (опорожнении) буферной емкости до определенного уровня происходит смена направления движения хладоносителя на обратное и начинается заполнение (опорожнение) буферной емкости на другом конце кабеля. Изобретение повышает эффективность, экономичность и надежность эксплуатации. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к криогенной технике, а именно к организации охлаждения протяженных криогенных систем (КС), и может быть применено для охлаждения сверхпроводящей кабельной линии (КЛ).
Известны конструкции протяженных криогенных систем (ПКС), предназначенных для обеспечения функционирования сверхпроводящих кабельных линий. Для нормального функционирования рабочего объекта - сверхпроводящего кабеля (СПК) необходимо поддерживать определенную криогенную температуру на всем протяжении КЛ, что достигается циркуляцией хладоносителя по системе.
Условия функционирования рабочего объекта и его охлаждения ограничивают длину единого рабочего участка ПКС. При необходимости создания ПКС с общей длиной более возможной, система строится последовательно из рабочих участков с длиной не более возможной, каждый из которых имеет собственную КС.
Известна конструкция протяженной криогенной системы высокотемпературной сверхпроводящей (ВТСП) кабельной линии длиной 200 м (http://www.kp-info.ru/images/File/2010%202%203-10.pdf), которая содержит систему криогенного обеспечения (СКО), устройства ввода-вывода тока и протяженные криостаты, внутри которых расположен СПК. В данной ПКС по одному из криостатов идет поток хладоносителя от СКО, а по двум другим поток возвращается обратно. Недостатком данной системы является повышенный уровень тепловых потерь. Следует заметить, что основная теплопередача в зону криогенных температур идет по протяженным криостатам, и наличие нескольких криостатов влечет за собой большой уровень тепловых потерь.
Наиболее близким из числа известных к предлагаемому по совокупности признаков является ПКС, которая содержит: криогенную систему, устройства ввода - вывода, протяженный криостат внутри которого расположен СПК и внутренняя полость которого разделена на прямой и возвратный канал циркуляции хладоносителя; (http://perst.isssph.kiae.ru/supercond/bulletein.php?menu=bull_subj&id=463&subject_id=1 или http://iopscience.iop.org/1742-6596/97/1/012183/pdf/1742-6596_97_1_012183.pdf)
Конструкция этой ПКС предполагает направлять хладоноситель от криогенной установки по “прямому” каналу, расположенному непосредственно внутри кабеля, а возвращать по зазорам между кабелем и внутренней стенкой криостата - обратному каналу.
Недостаток известного устройства (способа) состоит в следующем. Наличие возвратного канала увеличивает теплопритоки в ПКС, повышает гидравлическое сопротивление и как следствие перепад давлений, необходимый для обеспечения циркуляции хладоносителя в системе, что ведет к повышенным затратам при изготовлении и эксплуатации ПКС, к ограничению длины рабочего участка ПКС.
Требуемые длины ПКС достигают десятков, а то и сотен километров. Длина рабочего участка - порядка километра.
Технический результат, на достижение которого направлено изобретение, заключается в повышении эффективности, экономичности и надежности способа эксплуатации ПКС.
Таким образом, задачей нового технического решения является разработка такого способа циркуляции хладоносителя и устройства, его реализующего, который позволил бы, используя особенности хладоносителя и конструкции самой ПКС, максимально увеличить длину рабочего участка (т.е. уменьшить перепад давлений и температуры по длине системы) без усложнения конструкции системы.
Технический результат достигается тем, что в способе охлаждения сверхпроводящего кабеля, по которому осуществляют перемещение охлажденного хладоносителя вдоль сверхпроводящего кабеля, перемещение охлажденного хладоносителя осуществляют по одному каналу во взаимно противоположных направлениях с промежуточным накоплением части хладоносителя в буферных емкостях перед его обратным перемещением.
Для достижения указанного технического результата устройство охлаждения сверхпроводящего кабеля, содержащее протяженный криостат с расположенным внутри него сверхпроводящим кабелем, систему криогенного обеспечения, снабжено расположенными на концах протяженного криостата буферными накопительными емкостями и системой перекачивания хладоносителя во взаимно противоположных направлениях по одному каналу.
Таким образом, в ПКС отсутствует канал возврата хладоносителя и перемещение охлажденного хладоносителя осуществляется периодически по одному каналу во взаимно противоположных направлениях с промежуточным накоплением части хладоносителя в буферных емкостях перед его обратным перемещением.
Сущность изобретения поясняется чертежом (рис.1).
Устройство содержит протяженный криостат 1, систему криогенного обеспечения 2, буферные емкости 3.
При изготовлении ПКС применяются промышленно выпускаемые материалы.
Криостат и криогенный интерфейс выполняется из немагнитного нержавеющего металла с использованием экранно-вакуумной изоляции, и стандартных крио - вакуумных штыковых разъемов.
Протяженный криостат оптимизирован по отношению длины к сечению на заданное значение потока хладоносителя и может быть выполнен, например, в виде гофрированной трубы из нержавеющей стали, снабженной высоковакуумной теплоизоляцией, внутри которой размещаются СПК. Буферные емкости представляют собой стандартные криогенные резервуары (танки) для хранения криожидкостей. Система криогенного обеспечения - стандартная промышленная единица и подбирается из условий обеспечения необходимых условий работы системы.
Работает устройство следующим образом.
По имеющемуся в криостате каналу образованному зазором между внутренней трубой и СПК из буферной емкости 3 на одном из торцов ПКС пропускают хладоноситель. На втором торце ПКС хладоноситель накапливается во второй буферной емкости 3. Поддержание необходимой температуры хладоносителя происходит в криогенных системах (холодильных установках), оптимально расположенных по длине вдоль ПКС. При заполнении (опорожнении) буферной емкости до определенного уровня происходит смена направления движения хладоносителя на обратное и начинается заполнение (опорожнение) буферной емкости на другом конце кабеля.
Отсутствие канала возврата хладоносителя обеспечивает при тех же габаритах криостата значительное снижение гидравлического сопротивления и уровня тепловых потерь за счет уменьшения работы продавливания, упрощает конструкцию ПКС, позволяет значительно увеличить длину рабочего участка ПКС.
Claims (3)
1. Способ охлаждения сверхпроводящего кабеля, по которому осуществляют перемещение охлажденного хладоносителя вдоль сверхпроводящего кабеля, отличающийся тем, что перемещение охлажденного хладоносителя осуществляют по одному каналу во взаимно противоположных направлениях с промежуточным накоплением части хладоносителя в буферных емкостях перед его обратным перемещением.
2. Устройство охлаждения сверхпроводящего кабеля, содержащее протяженный криостат с расположенным внутри него сверхпроводящим кабелем, систему криогенного обеспечения, отличающееся тем, что снабжено расположенными на концах протяженного криостата буферными накопительными емкостями и системой перекачивания хладоносителя во взаимно противоположных направлениях по одному каналу.
3. Устройство охлаждения сверхпроводящего кабеля по п.2, отличающееся тем, что протяженный криостат выполнен с распределенными по длине сверхпроводящего кабеля холодильными установками.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011142825/07A RU2491671C2 (ru) | 2011-10-24 | 2011-10-24 | Способ и устройство для охлаждения сверхпроводящего кабеля |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011142825/07A RU2491671C2 (ru) | 2011-10-24 | 2011-10-24 | Способ и устройство для охлаждения сверхпроводящего кабеля |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2011142825A RU2011142825A (ru) | 2013-04-27 |
RU2491671C2 true RU2491671C2 (ru) | 2013-08-27 |
Family
ID=49152069
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011142825/07A RU2491671C2 (ru) | 2011-10-24 | 2011-10-24 | Способ и устройство для охлаждения сверхпроводящего кабеля |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2491671C2 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2690531C2 (ru) * | 2014-06-24 | 2019-06-04 | Нексан | Способ и конструкция для выполнения сверхпроводящей кабельной системы |
RU219965U1 (ru) * | 2023-05-31 | 2023-08-16 | Иван Михайлович Богачков | Кабель силовой для линии электропередачи |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1198802B1 (en) * | 1999-07-26 | 2008-09-24 | Prysmian Cavi e Sistemi Energia S.r.l. | System for transmitting electric energy in superconductivity conditions and method for refrigerating in continuous a superconducting cable |
RU2352009C2 (ru) * | 2005-02-18 | 2009-04-10 | Сумитомо Электрик Индастриз, Лтд. | Циркуляционная система охлаждения криогенного кабеля |
RU2356118C2 (ru) * | 2004-07-29 | 2009-05-20 | Сумитомо Электрик Индастриз, Лтд. | Сверхпроводящая кабельная линия |
RU2413319C2 (ru) * | 2008-04-22 | 2011-02-27 | Александр Михайлович Джетымов | Сверхпроводящий провод типа "кабель в оболочке" (кабель-кондуит) |
-
2011
- 2011-10-24 RU RU2011142825/07A patent/RU2491671C2/ru active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1198802B1 (en) * | 1999-07-26 | 2008-09-24 | Prysmian Cavi e Sistemi Energia S.r.l. | System for transmitting electric energy in superconductivity conditions and method for refrigerating in continuous a superconducting cable |
RU2356118C2 (ru) * | 2004-07-29 | 2009-05-20 | Сумитомо Электрик Индастриз, Лтд. | Сверхпроводящая кабельная линия |
RU2352009C2 (ru) * | 2005-02-18 | 2009-04-10 | Сумитомо Электрик Индастриз, Лтд. | Циркуляционная система охлаждения криогенного кабеля |
RU2413319C2 (ru) * | 2008-04-22 | 2011-02-27 | Александр Михайлович Джетымов | Сверхпроводящий провод типа "кабель в оболочке" (кабель-кондуит) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2690531C2 (ru) * | 2014-06-24 | 2019-06-04 | Нексан | Способ и конструкция для выполнения сверхпроводящей кабельной системы |
RU219965U1 (ru) * | 2023-05-31 | 2023-08-16 | Иван Михайлович Богачков | Кабель силовой для линии электропередачи |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2011142825A (ru) | 2013-04-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103968878B (zh) | 低温脉动热管实验装置 | |
RU2648312C2 (ru) | Устройство для охлаждения потребителя холода переохлажденной жидкостью в контуре охлаждения | |
CN105674038B (zh) | 一种用于长期在轨贮存低温液体的装置及其冷却方法 | |
FR2965905B1 (fr) | Systeme de transfert de chaleur. | |
CN103839649A (zh) | 一种传导冷却方式下的二元电流引线结构 | |
RU2491671C2 (ru) | Способ и устройство для охлаждения сверхпроводящего кабеля | |
AU2014285178B2 (en) | Superconducting power transmission system and cooling method | |
US7395675B2 (en) | Superconducting cable cooling system | |
CN105402922B (zh) | 斯特林型脉冲管制冷机 | |
Dondapati | Role of Supercritical Nitrogen (SCN) on the hydraulic and thermal characteristics of futuristic High Temperature Superconducting (HTS) cables | |
CN202101511U (zh) | 啤酒机的循环制冷机构 | |
ES2663353T3 (es) | Sistema acondicionador de aire con almacenamiento de hielo | |
JP5959062B2 (ja) | 電流リード装置 | |
JP2008116171A (ja) | ガス伝熱装置とこれを用いた超電導装置 | |
WO2014007903A2 (en) | Superconducting cables and method of cooling | |
US20160172571A1 (en) | Electricity generation unit for converting heat into electrical energy | |
EP3081883A1 (en) | Piping structure, cooling device using same, and refrigerant vapor transport method | |
CN206695479U (zh) | 热管传热装置 | |
Yeom et al. | Design of cryogenic systems for 154 kV HTS power cable | |
RU147549U1 (ru) | Устройство для криостатирования сверхпроводника | |
CN203216152U (zh) | 冷水机组的压缩机保护装置 | |
CN103668083B (zh) | 冷却装置以及真空蒸镀设备 | |
CN203216190U (zh) | 一种冷却液自动循环的冷却机 | |
CN210028677U (zh) | 一种高效双进双出外盘管容器 | |
RU2508497C2 (ru) | Термокомпрессионное устройство |