[发明专利]一种冷却超导电缆的装置

说明书

本发明提供的冷却超导电缆的装置，包括：超导能源管道、基站冷却器、换热器、LNG潜液泵及调制装置，超导能源管道中的LNG的一部分被输送进基站冷却器中与输电终端直接换热，以维持输电终端的温度在超导临界温度以下，与输电终端换热后的LNG温度升高产生气液两相进入调制装置调制成液体后进入LNG潜液泵，LNG潜液泵将LNG输送至换热器进行换热，换热器将调制后的LNG降至超导临界温度以下，再进入基站冷却器中的另一输电中终端进行换热，换热后的LNG汇入所述超导能源管道，降低其凝固点，本发明提供的冷却超导电缆的装置，充分利用了LNG冷能，将输电终端温度维持在超导临界温度以下，实现了输电终端的超导运行。

技术领域

本发明涉及超导电缆技术领域，特别涉及一种冷却超导电缆的装置。

背景技术

随着西气东输，西电东送等工程的陆续启动，气电同时输送进入超导研究的视野，利用天然气液化设备同时满足超导输电要求，降低超导输电的成本，并提高天然气输送稳定性与安全性。

超导输直流电电缆需要的冷却系统，如果采用液化天然气(液化温度为110K)或液氢(液化温度为27K)作为冷却介质，就可以实现输电和输气的一体化。这是因为，一方面，目前已有的高温超导材料如TlBaCuO(Tc～125K)和HgBaCuO(Tc～150K)的临界温度已经超过了液化天然气温度，仅从临界温度的角度看，已经具备研制输电输气一体化“超导能源管道”的可能性；另一方面，由于可再生能源具有波动性的特点，利用可再生能源制备天然气或氢气，不仅可以将不可调度的波动能源转变成可调度的能源，而且可以用于超导输电电缆的冷却。

LNG是常压、低温(-162℃)下的液态天然气，在进入管道输送、用作燃料或化工原料之前均需气化后使用，LNG气化时理论上会释放830kJ/kg的冷能。各国政府和企业均十分重视LNG冷能的回收利用。LNG冷能利用有多种方式：冷能发电、食品冷冻、海水淡化、空气分离、冷冻粉碎及冷冻干燥等。

输电终端作为电能输送过程中较为重要的一个环节，实现输电终端的超导运行是整个超导输电过程的关键环节，然而输电终端的体积庞大，热负荷较大，维持低温超导环境较为困难。

发明内容

有鉴如此，有必要针对现有技术存在的缺陷，提供一种输电终端的体积紧凑，热负荷小且能维持低温超导环境的冷却超导电缆的装置。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

本发明提供的一种冷却超导电缆的装置，包括：超导能源管道、设置于所述超导能源管道两端的基站冷却器、换热器、LNG潜液泵及调制装置，所述超导能源管道用于对电力和LNG的共同输运，所述基站冷却器用于储存经过所述换热器的低温LNG和输电终端，以实现LNG对输电终端的直接冷却，所述换热器用于对LNG降温，以使LNG温度维持在超导临界温度以下，所述LNG潜液泵为LNG循环提供动力，以实现LNG在循环管道中的循环流动，所述调制装置用于将LNG调制成液体，其中：

所述超导能源管道中的LNG的一部分被输送进所述基站冷却器中与输电终端直接换热，以维持输电终端的温度在超导临界温度以下，与输电终端换热后的LNG温度升高产生气液两相进入所述调制装置，所述调制装置将LNG调制成液体后进入所述LNG潜液泵，所述LNG潜液泵将LNG输送至所述换热器进行换热，所述换热器将调制后的LNG降至超导临界温度以下，再进入所述基站冷却器中的另一输电中终端进行换热，换热后的LNG汇入所述超导能源管道。

在一些较佳的实施例中，所述基站冷却器为四个，且对应分布于超导能源管道的两侧。

在一些较佳的实施例中，所述基站冷却器由保温棉保温。

在一些较佳的实施例中，所述调制装置中包括有乙烷或丙烷。

在一些较佳的实施例中，所述换热器以液氮作为冷却介质。

本发明采用上述技术方案的优点是：