[发明专利]一种超导电缆冷却装置

说明书

本发明涉及电缆降温的技术领域，公开了一种超导电缆冷却装置，包括控制器、制冷机构和包裹在超导电缆外周的冷却管道，冷却管道连通有若干组间隔设置的冷却液输送支管，冷却液输送支管包括第一输送支管和第二输送支管，第一输送支管设有阀门，第二输送支管设有单向阀，阀门与控制器控制连接；制冷机构包括冷却组件和冷却液扰动组件，冷却组件设有进口管道和出口管道，进口管道的进液端与第一输送支管连通，进口管道的出液端与出口管道的进液端连接并延伸至冷却组件的冷却液内，出口管道的出液端与第二输送支管连通，冷却液扰动组件用于使冷却组件内的冷却液流动以使冷却液被均匀冷却。本发明的超导电缆冷却装置，在超导电缆长距离传输时进行降温。

技术领域

本发明涉及电缆降温的技术领域，特别是涉及一种超导电缆冷却装置。

背景技术

超导材料，是指具有在一定的低温条件下呈现出电阻等于零以及排斥磁力线性质的材料，这个低温条件根据不同的材质而变化，我们称之为临界温度。超导电缆是利用超导材料在其临界温度下成为超导态、电阻消失、损耗极微、电流密度高、能承载大电流的特点而设计制造的，其传输容量远远超过充油电缆，亦大于低温电缆，可达10000MVA以上，是正在大力研究发展中的一种新型电缆。由于超导体的临界温度一般在20K以下，故超导电缆一般在4.2K的液氦中运行。

目前我国对电力的需求越来越大，这就需要增大电力系统的传输容量和传输距离。传统电缆由铜或铝制成，在传输过程中的线损约占15％。中国每年电力传输过程中的线损就超过数百亿千瓦时。与传统电缆相比，高温超导电缆具有容量大、损耗低、体积小、重量轻、以及系统可靠性高、节约资源、环境友好等优势。随着超导技术的发展，高温超导电缆与高温超导限流器被认为是最有可能首先在电力系统中商业应用的超导设备。世界上高温超导电缆的发展分成示范、样品和工业应用三个重要阶段，目前高温超导电缆已进入工业应用的初期发展阶段，对高温超导电缆长度的要求在不断增加、对耐压的要求在不断提高、对电流流通的要求在不断增大。

随着高温超导材料及其相应技术的发展，制作高温超导电缆已具备了必要的基础。由于工作温区的相对提高，使得利用高温超导材料制作的电缆其输电成本将低于传统电缆的输电成本，用于直流输电其优越性尤为突出。高温超导电缆的诸多优越性决定了它在长距离的电力运输中的优势更加明显。

在超导电缆长距离运输中，超导电缆的长度不断增加，传输容量不断增大，但由于工作在液氮温度的超导电缆的本体、管道会从环境吸收热量以及超导电缆本身传输电能的损耗，传输距离的增加势必导致超导电缆热负荷的增加，这对高温超导电缆的制冷系统提出了更高的要求。

发明内容

本发明的目的是：设计一种冷却装置，在超导电缆长距离传输过程中，对超导电缆进行降温。

为了实现上述目的，本发明提供了一种超导电缆冷却装置，包括控制器、制冷机构和包裹在超导电缆外周的冷却管道，所述冷却管道连通有若干组间隔设置的冷却液输送支管，所述冷却液输送支管包括第一输送支管和第二输送支管，所述第一输送支管设有阀门，所述第二输送支管设有单向阀，所述阀门与所述控制器控制连接；

所述制冷机构包括冷却组件和冷却液扰动组件，所述冷却组件设有进口管道和出口管道，所述进口管道的进液端与所述第一输送支管连通，所述进口管道的出液端与所述出口管道的进液端连接并延伸至所述冷却组件的冷却液内，所述出口管道的出液端与所述第二输送支管连通，所述冷却液扰动组件用于使所述冷却组件内的冷却液流动以使所述冷却液被均匀冷却。

作为优选方案，所述冷却组件包括容器和制冷机，所述制冷机的制冷端延伸至所述容器内且伸入所述容器内的冷却液，所述冷却液扰动组件包括冷却液循环罐和增压设备，所述冷却液循环罐的出液管和进液管与所述容器连通，所述增压设备设于所述出液管与所述容器之间。

作为优选方案，所述出液管的出液方向与所述容器的内侧壁倾斜设置。

作为优选方案，所述制冷机设有太阳能发电件和/或风力发电件，所述太阳能发电件和/或所述风力发电件与所述制冷机电连接。