[发明专利]用于脉冲负荷制冷的方法和设备

权利要求书

1.一种用于冷却“托卡马克”（11）的元件（1）的脉冲负载方法，所述托卡马克（11）的元件（1）即用于间歇产生等离子体的装置（11）的元件（1），采用使例如氦的工作流体受控于工作循环（3）的冷却设备（2）的所述方法包括：压缩（12）；冷却与膨胀（22，11），与所述元件（1）的热交换（32）和加热，当所述托卡马克（11）处于等离子体产生阶段时由所述冷却设备（2）产生的所述冷却功率增加到相对高的水平而当所述托卡马克（11）不再处于等离子体产生阶段时由所述冷却设备（2）产生的所述冷却功率减少到相对低的水平，其特征在于响应于在所述托卡马克中开始等离子体的步骤期间产生的信号（S）自动地触发由所述冷却设备（2）产生的所述冷却功率的所述增加。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于在当存在在所述托卡马克（11）中可观察到的物理参数的预定修改时产生所述信号（S）。

3.根据权利要求1和2中任意一项所述的方法，其特征在于当存在至少一个下列物理参数的预定修改时产生所述信号（S）：所述托卡马克（11）的内部温度的预定升高；用于切换所述托卡马克到等离子体产生阶段的手动或者自动控制信号；与压力和/或电流和/或电压和/或磁场测量相关联的电信号；或者由例如照相机或一条或多条光纤的光学测量仪器传送的信号。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于当所述托卡马克（11）不再处于等离子体产生阶段时，所述方法包括在其期间所述冷却设备（2）液化工作流体并且将所述液化的流体储存到缓冲储备（4）中的至少一个周期，在所述储备（4）中的所述液化的液体的液位通过可选择性地激活的加热器（5）的方式保持在阈值以下，并且在此，当启动等离子体阶段时，在所述加热器（5）失效前并且在所述储备（4）中的所述液位下降前增加由所述冷却设备（2）产生的所述冷却功率，即所述信号指示在所述托卡马克中触发的等离子体先于所述加热器（5）的失效以及由在等离子体产生期间由于所述托卡马克的所述元件（1）的冷却的流体蒸发产生的在所述储备（4）中的所述液位的下降。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于响应于在所述元件（1）上的所述热负载的预定变化，即所述元件（1）的所述冷却需求的预定变化自动地触发由所述冷却设备（2）产生的所述冷却功率的到低水平的所述减少。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于响应于下述至少一个自动地触发由所述冷却设备（2）产生的所述冷却功率的所述减少：指示确保在所述元件（1）和所述工作流体之间的热交换的流体回路（7）的预定温度（T）的降低的信号；在储存罐中的液态氦的液位的升高；制冷旁路的开启阈值；和/或制冷压缩机或涡轮的阈值速度。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于通过改变在所述工作循环中的所述工作流体的至少一个压力循环的水平和/或改变在所述工作循环中特别是在所述压缩期间使用的压缩机的旋转速度获得产生的所述冷却功率的所述增加或减少。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于通过直接或间接地改变由所述冷却设备消耗的电能获得产生的所述冷却功率的所述增加或减少。

9.用于冷却托卡马克（11）的元件（1）的脉冲负载制冷器，所述制冷器具有包括形成例如氦的工作流体的工作循环的回路的冷却设备（2），所述冷却设备（2）的所述回路包括：

-用于压缩所述工作气体的站（12），所述站具有至少一个压缩机（8）；

-预冷却/冷却单元（9），包括至少一个热交换器（10）和至少一个用于膨胀从所述压缩站（12）输出的所述工作气体的元件（7）；

-用于在所述冷却的工作流体与所述元件（1）之间交换热量的系统（4，7，12）；以及

-用于使与所述元件（1）交换过热量的流体返回到所述压缩站（12）的系统（13，14，10）；

所述制冷器包括用于控制确保由所述冷却设备（2）产生的所述冷却功率的调节的所述冷却设备（2）的电子逻辑（15），以使当所述托卡马克（11）处于等离子体产生阶段时该冷却功率快速地增加到相对高的水平，所述制冷器的特征在于所述托卡马克（11）包括每次启动等离子体时发出触发信号（S）的发射器（112），所述电子逻辑（15）包括接收所述触发信号（S）从而根据该信号（S）的接收自动地命令由所述冷却设备（2）产生的所述冷却功率的所述增加的接收器。