[发明专利]一种超导电缆冷却系统

说明书

本申请提供了一种超导电缆冷却系统，包括压缩机、预冷机、膨胀机、过冷箱和冷却容器；压缩机具有氖气入口和氖气出口，过冷箱具有过冷腔室，压缩机的氖气出口、预冷机、膨胀机、过冷箱的过冷腔室以及压缩机的氖气入口依次通过管道连接；冷却容器具有用于冷却超导电缆的冷却腔室以及分别与冷却腔室连通的液氮入口和液氮出口，冷却容器的液氮出口和液氮入口之间连接有液氮流通管，液氮流通管穿过过冷箱的过冷腔室。本申请使用循环流动的氖气对液氮进行持续降温，能够有效地维持超导电缆冷却环境的稳定；液氮和氖气均采用闭式循环，基本能够实现液氮的零损耗，极大地减少了液氮的浪费；通过调节压缩机和膨胀机的转速，还可以实现制冷量的调节。

技术领域

本申请属于超导电缆技术领域，更具体地说，是涉及一种超导电缆冷却系统。

背景技术

超导电缆是超导技术的重要应用之一，它集成了超导材料、低温制冷、电力工程、电缆等多学科技术于一身，是21世纪电力传输的新材料，并以其特有的优势，开始在世界范围内应用。

使用超导材料制作超导电缆，可以在液氮的冷却下低电阻地传送电能，由于液氮的价格低廉，使超导技术的大规模应用成为可能。在超导电力系统中，超导电缆放在盛满液氮的低温绝热管或容器中，由于超导电缆自身有少量的发热，加上外界的漏热，液氮会不断挥发，压力升高，温度也随之上升，但目前普遍采用往低温绝热管或容器中持续补充低温液氮的方式维持超导电缆冷却环境的稳定，这样会浪费较多的液氮。

申请内容

本申请的目的在于提供一种超导电缆冷却系统，以解决超导电缆冷却时浪费液氮的技术问题。

为实现上述目的，本申请采用的技术方案是：一种超导电缆冷却系统，包括压缩机、预冷机、膨胀机、过冷箱和冷却容器；所述压缩机具有氖气入口和氖气出口，所述过冷箱具有过冷腔室，所述压缩机的氖气出口、所述预冷机、所述膨胀机、所述过冷箱的过冷腔室以及所述压缩机的氖气入口依次通过管道连接；所述冷却容器具有用于冷却超导电缆的冷却腔室以及分别与所述冷却腔室连通的液氮入口和液氮出口，所述冷却容器的液氮出口和液氮入口之间连接有液氮流通管，所述液氮流通管穿过所述过冷箱的过冷腔室。

进一步地，还包括换热箱，所述换热箱具有换热腔室和位于所述换热腔室内的换热管，所述预冷机、所述换热管以及所述膨胀机依次通过管道连接，所述过冷箱的过冷腔室、所述换热箱的换热腔室以及所述压缩机的氖气入口依次通过管道连接。

进一步地，连接所述换热管与所述膨胀机的管道穿过所述过冷箱的过冷腔室。

进一步地，还包括第一保温箱，所述换热箱、所述过冷箱和所述膨胀机均设置在所述第一保温箱的内部。

进一步地，所述冷却容器包括外管以及设置在所述外管中的内管，所述内管和所述外管围合形成所述冷却容器的冷却腔室，所述冷却容器的液氮出口和液氮入口分别开设在所述外管的管壁上，所述超导电缆穿过所述内管的内部。

进一步地，还包括第二保温箱，所述冷却容器设置在所述第二保温箱的内部。

进一步地，述第一保温箱连接有抽真空装置；或者，所述第一保温箱的内壁设置有珠光砂保温板。

进一步地，所述第二保温箱连接有抽真空装置；或者，所述第二保温箱的内壁设置有珠光砂保温板。

进一步地，所述液氮流通管上设置有液氮泵。

进一步地，所述管道和/或所述液氮流通管上设置有流量控制阀。