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    重庆时时彩任三计划: 具有至少一条超导电缆的装置的操作方法.pdf

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    具有 至少 一条 超导 电缆 装置 操作方法
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    摘要
    申请专利号:

    CN201010625055.3

    申请日:

    2010.11.26

    公开号:

    CN102163831A

    公开日:

    2011.08.24

    当前法律状态:

    终止

    有效性:

    无权

    法律详情: 未缴年费专利权终止IPC(主分类):H02G 15/34申请日:20101126授权公告日:20150325终止日期:20151126|||授权|||实质审查的生效IPC(主分类):H02G 15/34申请日:20101126|||公开
    IPC分类号: H02G15/34; H01F6/04 主分类号: H02G15/34
    申请人: 尼克桑斯公司
    发明人: 雷纳·索伊卡; 马克·斯泰默
    地址: 法国巴黎
    优先权: 2009.11.26 EP 09306139.8
    专利代理机构: 北京市柳沈律师事务所 11105 代理人: 王冉
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    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201010625055.3

    授权公告号:

    |||||||||

    法律状态公告日:

    2017.01.11|||2015.03.25|||2012.11.14|||2011.08.24

    法律状态类型:

    专利权的终止|||授权|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    提出了一种方法来操作具有至少一个超导电缆的装置,其中超导电缆被低温保持器环绕,低温保持器由两个金属管组成,它们相对于彼此同心布置,并在它们之间密封真空绝缘。该低温保持器不仅环绕电缆,而且还环绕腔,用于使受压的冷却剂穿过。连接到低温保持器的贮液区域用于使冷却剂被布置在低温保持器的至少一端,并且泵被使用,其在装置的操作期间将冷却剂压入低温保持器。阀被至少布置在从贮液区域到低温保持器的冷却剂的供应路径中,该阀在装置的操作期间被打开,被连接到监测低温保持器的完整性的至少一个单元,并且在对应于故障消息的信号被从监测单元提供时被阻断,以中断到低温保持器的冷却剂的供应。

    权利要求书

    1.一种具有至少一个超导电缆(1)的装置的操作方法,其中超导电缆(1)被低温保持器(2)环绕,低温保持器(2)由两个金属管(5,6)组成,它们相对于彼此同心布置,并在它们之间密封真空绝缘(7),并且低温保持器(2)不仅环绕电缆,而且还环绕腔(8),用于使受压的冷却剂穿过,其特征在于:贮液区域(11),其连接到低温保持器(2),以使液态冷却剂被布置在低温保持器(2)的至少一端,泵(12)被使用,其在布置的操作期间将冷却剂压入低温保持器(2),以及阀(13)被至少布置在从贮液区域(11)到低温保持器(2)的冷却剂的供应路径中,该阀(13)在布置的操作期间被打开,被连接到监测低温保持器(2)的完整性的至少一个单元,并且在从监测单元提供对应于故障消息的信号时该阀(13)被阻断,以中断向低温保持器(2)的冷却剂的供应。2.如权利要求1所述的方法,其特征在于:至少一个压力检测设备(14,15)被用作监测单元,并监测低温保持器(2)中的冷却剂的压力。3.如权利要求1所述的方法,其特征在于:对冷起反应的传感器单元作为监测单元被布置在低温保持器(2)的外部且覆盖它的整个长度。4.如权利要求3所述的方法,其特征在于:多个温度传感器被沿低温保持器(2)布置。5.如权利要求3所述的方法,其特征在于:至少一个光波导管被沿低温保持器(2)布置。

    说明书

    具有至少一条超导电缆的装置的操作方法

    技术领域

    本发明涉及一种具有至少一条超导电缆的装置的操作方法。其中超导电缆被低温保持器环绕,低温保持器由两个金属管组成,它们相对于彼此同心布置,并在它们之间密封真空绝缘,并且低温保持器不仅环绕电缆,而且还环绕腔,用于使受压的冷却剂穿过,

    背景技术

    像这样的方法被公开在WO?03/052775A中。

    在现代技术中,超导电缆具有由合成材料组成的电导体,其中合成材料包括陶瓷材料,该材料在足够低的温度下变成超导状态。假如不超过特定的电流水平,如果冷却充分,对应设计的导体的电直流电阻为零。作为实例,适当的陶瓷材料是掺杂稀土的材料,其已知的名称为ReBCO(稀土-钡-铜氧化物),尤其包括YBCO(钇-钡-铜氧化物)。这些超导材料的另一种是例如BSCCO(铋-锶-钙-铜氧化物)。例如,将这种材料改变为超导状态的充分低的温度处于67K与110K之间。例如,适当的冷却剂为氮、氦、氖、氢、或者这些物质的混合物。

    当执行上文描述的方法时,并且在相关装置的操作过程中,液态冷却剂在预定压力下靠泵被压入低温保持器,其在维持该压力的同时穿过低温保持器,并且在预定长度的末端穿出,以被再次冷却。为了使位于低温保持器中的电缆中的至少一个超导体充分冷却,相当数量的冷却剂必须被降低到所需的低温,并且在贮液区域必须被保持在该温度,并且如果可能在低温保持器中也同样。如果在传输路径的过程中,低温保持器被损坏,尤其在其中发生漏洞时,例如作为对低温保持器的外部机械损坏的结果,大量冷却剂在例如漏洞被发现以前从低温保持器涌出。这不仅是昂贵的,而且对该装置周围的区域是有害的,尤其如果液态氮被用作冷却剂的话。当漏洞实际发生在冷却剂到低温保持器的供应线中时,也是这样的情况。

    US?3946141A描述了一种用于冷却装配有超导电缆的电缆的方法,其中导体被以同轴电缆的形式布置。电缆由两部分组成,它们在电缆的中央区域相互合并,并且在它们各自的末端装配有端盖。在它的连接两部分的中央区域中,诸如氦的冷却剂依靠泵从冷却站通向电缆,并以相反的流向从那里馈入电缆的两部分。冷却剂在电缆的每个端盖穿出,并反馈回冷却站。

    US?3950606公开了一种用于冷却超导电缆的方法,该超导电缆的导体同样以同轴电缆的形式布置,具有管状的内导体和同心环绕它的外导体,并具有位于它们之间的绝缘体。由被腔分隔的两个管组件组成的管围绕外导体,并且例如氦的冷却剂穿过它,并通过单独管线的方式反馈回到制冷单元。冷却剂也以相同的方式穿过管状的内导体。

    上文引用的WO?03/052775A1描述了一种具有冷绝缘体的超导电缆。这被容纳在由两个管组成的低温保持器中,这两个管由真空绝缘分隔,并相对于彼此同心运行。该文献实质上处理当像这样的至少两个长度的装置要被相互连接时通过低温保持器实现连接。该文献同样没有提供在低温保持器被损坏的情况下,当冷却剂馈入低温保持器中的自由空间时要采取的详细措施。

    发明内容

    本发明的目的是基于以这样一种方式来执行上文描述的方法,即当具有超导电缆和围绕它的低温保持器的装置被损坏时,提高该装置以及它的周围区域的安全性。

    该目的是通过如下技术特征实现的。

    一种具有至少一个超导电缆的装置的操作方法,其中超导电缆被低温保持器环绕,低温保持器由两个金属管组成,它们相对于彼此同心布置,并在它们之间密封真空绝缘,并且低温保持器不仅环绕电缆,而且还环绕腔,用于使受压的冷却剂穿过,其特征在于:贮液区域,其连接到低温保持器,以使液态冷却剂被布置在低温保持器的至少一端,泵被使用,其在装置的操作期间将冷却剂压入低温保持器,以及阀被至少布置在从贮液区域到低温保持器的冷却剂的供应路径中,该阀在装置的操作期间被打开,被连接到监测低温保持器的完整性的至少一个单元,并且在从监测单元提供对应于故障消息的信号时该阀被阻断,以中断向低温保持器的冷却剂的供应。

    当使用该方法时,该装置尤其是低温保持器的完整性被监测单元持续检查。如果低温保持器被损坏,例如它泄露了,一个信号被直接传递给阀,并且有利地同时传递给泵。然后阀被立即关闭,泵也同时被关断,以使得没有更多的冷却剂被泵入低温保持器或泵到贮液区域外。监测单元可优选为压力测量设备,其测量低温保持器中的冷却剂的压力。

    在一个优选实施例中,如果只有低温保持器中的冷却介质的压力被监测,那么一个压力测量设备对传输路径的每个部分是足够的。此外,然而用来监测的单元还可能具有传感器,它们例如被沿传输路径布置,并额外监测低温保持器的完整性,而不需要发生延伸到其内部的漏洞。作为实例,像这样的传感器允许检测对低温保持器的外管的损坏,该损坏导致低温保持器的管之间的真空绝缘的崩溃,并从而导致维持超导导体的冷却的功能的失败。在这种情况下,最好还是由一个适当的信号关闭阀并关断泵。

    附图说明

    将参考附图解释根据本发明的方法和装置,作为一个示例性实施例,其中:

    图1示出了用于执行根据本发明的方法的装置的示意图,以及

    图2示出了沿图1的线II-II的剖面。

    具体实施方式

    在说明的示例性实施例中,只有一个阀被示出在装置的端盖区域,这将在下面的描述中被解释。然而,还可能有两个或更多个阀被布置在传输路径的分布区中。移动冷却剂的阀和泵都已知用于低温状态,并且是商业上可获得的。

    图1示意说明了依靠布置在低温保持器2中的超导电缆1实现的电流的传输路径。在说明的示例性实施例中,传输路径在两个端盖3和4之间延伸。然而,出于发明的目的,原则上,传输路径也可在一个端盖和一个连接套环之间延伸,或者出于此目的,也可在两个另外的盖之间延伸。下文中将考虑在两个端盖3和4之间延伸的传输路径,并且也将代表所有其它实施例。

    如图2中所示的用于传输路径的低温保持器2由两个金属管5和6组成,它们相对于彼此同心装配,二者之间有一个距离,并且真空绝缘7位于其间。管5和6相对于它们的轴向可以是横向波纹状的。

    目的是在低温保持器2中布置至少一个超导电缆1,并留有腔8以使冷却剂自由通过,其中冷却剂优选液态氮。超导电缆1的结构本质上是公知的。因此此处不再详细描述。超导电缆1具有至少一个超导导体9和围绕它的绝缘体10。

    超导电缆1和低温保持器2既导电连接、又气密连接到端盖3和4。电缆1的贯通电连接和低温保持器2的气密连接原则上是公知的,因此不再详细描述。

    在端盖4的区域中,该装置具有贮液区域11,其包含用于冷却电缆1的冷却剂、泵12、阀13、和压力检测设备14。压力检测设备15被布置在端盖3的区域中。

    泵12一方面通过管线16连接到贮液区域11,另一方面通过管线17连接到端盖4,并且比此更远地,连接到低温保持器2中的自由空间8。阀13被安装在管线17中。压力检测设备14通过管线18连接到低温保持器2中的自由空间8,并通过电线19连接到阀13,其中管线18只是示意地表示在此处,并且一个感应压力的传感器被安装到其端部。此外,它也可被导电连接到泵12。布置在端盖3的区域中的压力检测设备15通过管线20连接到低温保持器2中的自由空间8,并通过电线21连接到阀13,其中管线20只是示意地表示在此处,并且一个感应压力的传感器被安装到其端部。压力检测设备15也可被导电连接到泵12。

    电线19和21也优选被用来将压力检测设备14和15连接到泵12。在图1中说明的示例性实施例中,它们被连接到电控单元22,其本身通过电线既连接到阀13又连接到泵12。

    原则上,根据本发明的方法和装置足够用来测量端盖3的区域中的冷却剂的压力,因为这是压力最低的地方,即使当装置被正确地操作时。这意味着该装置原则上只需要压力检测设备15。然而,因为低温保持器2在端盖4的直接邻近处也可能被损坏,所以优选也使用压力检测设备14。

    例如如下文中所述地执行根据本发明的具有如图1和2所示的装置的方法。在这种情况下,首先假设压力检测设备,尤其是压力检测设备15只在端盖3中。

    在端盖4的区域中温度约为67K的液态氮作为冷却剂依靠泵12被泵入低温保持器2,确切地说,例如在约20巴的压力。在这种情况下,阀13被打开,也就是说氮可通过它。一旦电缆1和它的导体9已经被冷却到需要获得超导性的例如约67K的温度,导体9就被连接到电压源,以传送电流。在端盖3中,氮以例如0.1m/s至1.0m/s的速度穿过低温保持器2移动,并在传输路径的端部穿出,以再次被冷却。

    氮的压力随着距端盖4中的馈电点的距离的增加而减小。作为实例,不应低于15巴。压力检测设备15被适当地设置。

    如果漏洞发生在低温保持器2中的传输路径的过程中,作为对低温保持器2的损坏的结果,氮通过该漏洞涌出低温保持器2。结果,低温保持器2中的氮的压力快速并突然地降低。这被压力检测设备15识别。一旦压力小于15巴,根据压力检测设备15发送的信号阀13被控制关闭。同时,泵12同样被来自压力检测设备15的电信号关断。这终止了到低温保持器2的氮的供应。同时,电缆1可从电压源断开连接。

    此外,低温保持器2的完整性也可被监测,以判断例如只有损坏发生在低温保持器的外管5,而没有彻底的漏洞发生在低温保持器2中。出于此目的,对冷流起反应的传感器单元可被安装在低温保持器2的外部作为监测单元,覆盖传输路径的整个长度。该传感器单元可由多个温度传感器或另外由至少一个光波导管组成,其对损坏发生时从真空绝缘6或低温保持器的外管5涌出的冷流起反应。在其中冷流在汽化器中产生相当大的蒸发增加的温度传感器或光波导管同样可通过电线被连接到阀13,并且如果适当,连接到泵12。然后它们的信号同样导致阀13的关闭和泵12的关断,不使低温保持器2中的冷却剂的压力降低到它的更低极限。

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