[发明专利]超导电缆线热源安全性评估实验平台

说明书

一种超导电缆线热源安全性评估实验平台，模拟直流超导电缆失超下发热，使液体电介质气化，在液体电介质中产生的压力变化规律。实验平台为金属管，内腔为实验腔(16)，两端为法兰。第一电流引线(1)的一端连接电源正极，另一端连接金属电阻丝(15)的一端；第二电流引线(14)的一端连接电源负极，另一端连接金属电阻丝(15)的另一端。输液口(6)、出液口(17)、安全阀(8)、爆破阀(9)、压力传感器(P1‑P10)固定在实验腔(16)上，与实验腔(16)内部联通。金属电阻丝(15)、第一电流引线(1)、第二电流引线(14)与电源形成闭合电路，调节电源的输出电压可调节金属电阻丝(15)的发热量。

技术领域

本发明涉及一种超导电缆安全性评估实验平台，特别涉及一种超导电缆线热源安全性评估实验平台。

背景技术

超导能源管道是电能和液体燃料一体化输送的新型能源输送系统，该系统利用基于液化天然气(LNG)的混合工质的冷量冷却超导直流电缆通电导体实现电力输送，同时将LNG作为燃料输送，从而实现输电/输送燃料一体化输送。与常规LNG单独输送及常规电力输送相比，可大幅提高输送效率，具有十分显著的优势。由于LNG在气化后具有燃烧、甚至爆炸可能，要实现超导直流能源管道进行电力/LNG输送，首先需要评估基于LNG的混合工质热传导、电气、安全等性能。

发明内容

本发明的目的是提出一种线热源安全性评估实验平台，以满足基于LNG的混合工质热传导、电气、安全等性能的研究需要。

本发明在密闭容器中模拟超导直流电缆失超等情况下产生线性发热，形成线热源，使液体电介质气化，在液体电介质中的产生的压力变化及其传播规律，可用于在超导直流电缆失超情况下，基于LNG的混合工质在密封环境中的安全性能评估的实验研究。

本发明通过调节电源的电压，调节金属电阻丝产生的电流，以调节产生的焦耳热，实现发热量可控的目的。

本发明采用的技术方案如下述。

所述的线热源安全性评估实验平台为金属管，包括电流引线、法兰及固定螺栓、绝缘结构件、金属电阻丝，以及固定在金属管上，并与金属管内腔联通的输液口、出液口、十个压力传感器。输液口和出液口均安装有开关阀，用于控制流量。金属管上安装有安全阀和爆破阀，十个压力传感器安装金属管上部的内壁上。金属管的内腔为实验腔。

所述金属管的内腔为实验腔，金属管密封，通过实验腔两端的金属法兰与外部连接。

第一电流引线、第二电流引线均由铜基管材加工而成，第一电流引线的一端连接电源的正极，第一电流引线的另一端与金属电阻丝的一端连接；第二电流引线的一端电源的负极连接，第二电流引线的另一端与金属电阻丝的另一端连接；金属电阻丝和电流引线连接组成发热回路，与外接电源形成发热系统。实验腔的两端装有金属法兰。第一电流引线通过绝缘构件和实验腔左端的第一金属法兰固定连接，实验腔左端的第一金属法兰通过固定螺栓与第二金属法兰密封连接。第二电流引线通过绝缘结构件和实验腔右端的第四金属法兰固定连接，实验腔右端的第四金属法兰通过固定螺栓与第三金属法兰密封连接。

压力传感器用于测量金属管内腔中的待测液体介质的压力变化和压力传播情况。

本发明线热源安全性评估实验平台工作时置于容器内，通过容器内的第一绝热支撑件与第二绝热支撑件支撑，第一绝热支撑件与第二绝热支撑件安装于容器底部。开始测量前，通过输液口向实验腔内注入待测液体电介质，通过安装在输液口和出液口的开关阀控制输液速度。测量结束后，通过出液口排出待测液体电介质。容器内盛有与待测液体电介质的材料相同、温度相等的液体电介质，以保持实验腔温度与外部基本相同。