本实用新型涉及高温超导电缆领域，尤其是涉及一种高温超导电缆制冷系统。
背景技术：
高温超导电缆损耗主要来源是导体交流损耗、电缆绝热管的漏热损耗和绝缘介质损耗。对于液氮温度下运行的高温超导电缆尚需计及制冷机在室温下移去电缆损耗的消耗功率损耗。低温技术是为超导技术应用提供最基本的运行条件，是超导电工装置的一个重要且不可分割的部分。目前高温超导电缆所采用的bi2223超导带材的临界温度为110k，而目前正在发展的第2代涂层ybco带材的临界温度约为90k，因此都可以采用液氮作为高温超导电缆的冷却剂。氮的液化技术成熟、价格低廉，同时由于氮是空气的主要成分，氮气的泄漏不会带来环境问题。目前高温超导电缆大都采用过冷液氮循环迫流冷却方式，其基本原理是利用过冷液氮的显热，将高温超导电缆产生的热量带到冷却装置，通过液氮冷却装置冷却后，再将过冷液氮送到高温超导电缆中去，形成液氮在闭合回路的循环过程。
现有的高温超导电缆制冷系统具有可靠性低、使用寿命优先且造价比较昂贵，因此需要设计一种高温超导电缆制冷系统。
技术实现要素：
本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种高可靠性、使用寿命长、造价低的高温超导电缆制冷系统。
本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种高温超导电缆制冷系统，该系统包括过冷箱、液氮泵箱、换热输送组件、补液组件和减压抽空组件，所述的补液组件分别连接液氮泵箱和过冷箱，所述的过冷箱设置g-m制冷机，所述的液氮泵箱和换热输送组件设置在过冷箱中，所述的液氮泵箱出液侧通过换热输送组件连接至高温超导电缆进液端，高温超导电缆出液端连接液氮泵箱进液侧，所述的减压抽空组件连接过冷箱并用于减压降温制冷，所述的过冷箱、液氮泵箱、换热输送组件、补液组件和减压抽空组件均连接至自动控制器。
所述的补液组件包括液氮贮槽，所述的液氮贮槽通过进液氮阀连通至液氮泵箱和过冷箱，所述的进液氮阀连接所述的自动控制器。
所述的液氮泵箱和过冷箱分别设有液氮液面计，所述的液氮液面计连接至所述的自动控制器。
所述的液氮泵箱包括箱体和液氮泵，所述的液氮泵箱通过第一补液氮阀连接至补液组件的液氮出口端，所述的液氮泵设置在箱体中，所述的液氮泵进口端连接有过滤器，所述的液氮泵出口端通过泵出口阀连接至换热输送组件，所述的第一补液氮阀、液氮泵和泵出口阀均连接至所述的自动控制器。
所述的g-m制冷机包括制冷机本体和冷头换热器，所述的制冷机本体置于过冷箱的箱体外部，所述的冷头换热器置于过冷箱的箱体内部，所述的冷头换热器连接制冷机本体。
所述的换热输送组件包括过冷换热器和稳压器，所述的过冷换热器和稳压器均置于过冷箱的箱体中，所述的过冷换热器的输入端连接液氮泵箱的液氮输出端，所述的过冷换热器的输出端通过稳压器连接至高温超导电缆进液端。
所述的稳压器输出端通过进电缆阀连接至高温超导电缆进液端，所述的进电缆阀连接至所述的自动控制器。
所述的过冷换热器为蛇形管状换热器。
所述的减压抽空组件包括减压抽空阀、外侧换热器、抽空调节阀和机械泵，所述的外侧换热器的输入端通过减压抽空阀连通过冷箱，所述的外侧换热器的输出端通过抽空调节阀连接至所述的机械泵，所述的减压抽空阀、抽空调节阀和机械泵均连接至所述的自动控制器。
所述的自动控制器包括计算机。
与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：
(1)本实用新型设置减压抽空组件实现减压降温制冷，制冷系统基本上没有运动部件，可靠性大大提高，使用寿命延长，同时本系统配合补液组件定时补充液氮消耗，保证系统运行的可靠性；
(2)本实用新型减压降温制冷方式由于直接使用液氮，价格也比较低廉，从而降低整个系统的造价；
(3)本实用新型采用全自动控制方式，能够实现自动运行，无需人工监管，可靠性高。
附图说明
图1为本实用新型高温超导电缆制冷系统的结构示意图；
图中，a为液氮贮槽，b为增压气瓶，c为箱体，d为液氮泵，e为过滤器，f为过冷换热器，h为冷头换热器，i为稳压器，j为流量计，k为外侧换热器，l为机械泵，1为进液氮阀，2为压力调节阀，3为第一补液氮阀，4为预冷阀，5为泵出口阀，6为第二补液氮阀，7为进电缆阀，8放气阀，9为安全阀，10为减压抽空阀，11为抽空调节阀。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。注意，以下的实施方式的说明只是实质上的例示，本实用新型并不意在对其适用物或其用途进行限定，且本实用新型并不限定于以下的实施方式。
实施例
如图1所示，一种高温超导电缆制冷系统，该系统包括过冷箱、液氮泵箱、换热输送组件、补液组件和减压抽空组件，补液组件分别连接液氮泵箱和过冷箱，过冷箱设置g-m制冷机，液氮泵箱和换热输送组件设置在过冷箱中，液氮泵箱出液侧通过换热输送组件连接至高温超导电缆m进液端，高温超导电缆m出液端连接液氮泵箱进液侧，高温超导电缆m出液端与液氮泵箱进液侧的液体管路上设有流量计j。减压抽空组件连接过冷箱并用于减压降温制冷，过冷箱、液氮泵箱、换热输送组件、补液组件和减压抽空组件均连接至自动控制器，自动控制器包括计算机，整个系统实现全自动运行，无需人工监管，可靠性高。
补液组件包括液氮贮槽a，液氮贮槽a通过进液氮阀1连通至液氮泵箱和过冷箱，进液氮阀1连接自动控制器。
液氮泵箱和过冷箱分别设有液氮液面计，液氮液面计连接至自动控制器。
液氮泵箱包括液氮泵箱体c和液氮泵d，液氮泵箱通过第一补液氮阀连接至补液组件的液氮出口端，液氮泵d设置在液氮泵箱体c中，液氮泵d进口端连接有过滤器e，液氮泵d出口端通过泵出口阀5连接至换热输送组件，第一补液氮阀3进口端还通过预冷阀4连接至泵出口阀5出口端，第一补液氮阀3、液氮泵、泵出口阀5和预冷阀4均连接至自动控制器。液氮泵箱还连接有增压气瓶b，增压气瓶b通过压力调节阀2连接至液氮泵箱的液氮泵箱体c，压力调节阀2连接至自动控制器，从而实现液氮泵箱的液氮泵箱体c中压力的可靠调节。
冷箱通过第二补液氮阀6连接至补液组件的液氮出口端，g-m制冷机包括制冷机本体和冷头换热器h，制冷机本体置于过冷箱的箱体外部冷头换热器h置于过冷箱的箱体内部，冷头换热器h连接制冷机本体。
换热输送组件包括过冷换热器f和稳压器i，过冷换热器f和稳压器i均置于过冷箱的箱体中，过冷换热器f的输入端连接液氮泵箱的液氮输出端，过冷换热器f的输出端通过稳压器i连接至高温超导电缆m进液端。冷箱还设有放气阀8，稳压器i设有安全阀9。
稳压器i输出端通过进电缆阀7连接至高温超导电缆m进液端，进电缆阀7连接至自动控制器。
过冷换热器f为蛇形管状换热器。
减压抽空组件包括减压抽空阀10、外侧换热器k、抽空调节阀11和机械泵l，外侧换热器k的输入端通过减压抽空阀10连通过冷箱，外侧换热器k的输出端通过抽空调节阀11连接至机械泵l，减压抽空阀10、抽空调节阀11和机械泵l均连接至自动控制器。
本实用新型设置减压抽空组件实现减压降温制冷，制冷系统基本上没有运动部件，可靠性大大提高，使用寿命延长，同时配合补液组件定时补充液氮消耗，保证系统运行的可靠性，减压降温制冷方式由于直接使用液氮，价格也比较低廉，从而降低整个系统的造价。同时整个系统采用全自动控制方式，能够实现自动运行，无需人工监管，可靠性高。
上述实施方式仅为例举，不表示对本实用新型范围的限定。这些实施方式还能以其它各种方式来实施，且能在不脱离本实用新型技术思想的范围内作各种省略、置换、变更。
1.一种高温超导电缆制冷系统，其特征在于，该系统包括过冷箱、液氮泵箱、换热输送组件、补液组件和减压抽空组件，所述的补液组件分别连接液氮泵箱和过冷箱，所述的过冷箱设置g-m制冷机，所述的液氮泵箱和换热输送组件设置在过冷箱中，所述的液氮泵箱出液侧通过换热输送组件连接至高温超导电缆m进液端，高温超导电缆m出液端连接液氮泵箱进液侧，所述的减压抽空组件连接过冷箱并用于减压降温制冷，所述的过冷箱、液氮泵箱、换热输送组件、补液组件和减压抽空组件均连接至自动控制器。
2.根据权利要求1所述的一种高温超导电缆制冷系统，其特征在于，所述的补液组件包括液氮贮槽a，所述的液氮贮槽a通过进液氮阀(1)连通至液氮泵箱和过冷箱，所述的进液氮阀(1)连接所述的自动控制器。
3.根据权利要求2所述的一种高温超导电缆制冷系统，其特征在于，所述的液氮泵箱和过冷箱分别设有液氮液面计，所述的液氮液面计连接至所述的自动控制器。
4.根据权利要求1所述的一种高温超导电缆制冷系统，其特征在于，所述的液氮泵箱包括液氮泵箱体c和液氮泵d，所述的液氮泵箱通过第一补液氮阀(3)连接至补液组件的液氮出口端，所述的液氮泵d设置在液氮泵箱体c中，所述的液氮泵d进口端连接有过滤器e，所述的液氮泵d出口端通过泵出口阀(5)连接至换热输送组件，所述的第一补液氮阀(3)、液氮泵d和泵出口阀(5)均连接至所述的自动控制器。
5.根据权利要求1所述的一种高温超导电缆制冷系统，其特征在于，所述的g-m制冷机包括制冷机本体和冷头换热器h，所述的制冷机本体置于过冷箱的箱体外部，所述的冷头换热器h置于过冷箱的箱体内部，所述的冷头换热器h连接制冷机本体。
6.根据权利要求1所述的一种高温超导电缆制冷系统，其特征在于，所述的换热输送组件包括过冷换热器f和稳压器i，所述的过冷换热器f和稳压器i均置于过冷箱的箱体中，所述的过冷换热器f的输入端连接液氮泵箱的液氮输出端，所述的过冷换热器f的输出端通过稳压器i连接至高温超导电缆m进液端。
7.根据权利要求6所述的一种高温超导电缆制冷系统，其特征在于，所述的稳压器i输出端通过进电缆阀(7)连接至高温超导电缆m进液端，所述的进电缆阀(7)连接至所述的自动控制器。
8.根据权利要求6所述的一种高温超导电缆制冷系统，其特征在于，所述的过冷换热器f为蛇形管状换热器。
9.根据权利要求1所述的一种高温超导电缆制冷系统，其特征在于，所述的减压抽空组件包括减压抽空阀(10)、外侧换热器k、抽空调节阀(11)和机械泵l，所述的外侧换热器k的输入端通过减压抽空阀(10)连通过冷箱，所述的外侧换热器k的输出端通过抽空调节阀(11)连接至所述的机械泵l，所述的减压抽空阀(10)、抽空调节阀(11)和机械泵l均连接至所述的自动控制器。
10.根据权利要求1所述的一种高温超导电缆制冷系统，其特征在于，所述的自动控制器包括计算机。
技术总结