百米級冷絕緣高溫超導電纜制冷系統(tǒng)的設計研究.pdf

1、自從發(fā)現(xiàn)高溫超導體(HTS)，HTS電力應用的可能性一直強烈地吸引著各工業(yè)化國家。從目前看來，HTS電力電纜的應用研究發(fā)展較快，極有可能首先廣泛運用于電力系統(tǒng)中。和常規(guī)電纜相比，高溫超導電纜具有體積小，重量輕，損耗低和傳輸容量大等優(yōu)點，采用高溫超導電纜輸送電力是解決城市用電密度高、建設用地緊張的最佳輸電方案，有著廣闊的市場前景。高溫超導電纜是高溫超導技術的重要應用之一，它集成了超導材料、電纜、低溫制冷、電力工程等多學科技術。
　　

2、 本文詳細描述了30米高溫超導電纜系統(tǒng)的實驗內容、設計方案以及對制冷系統(tǒng)主要設備，對低溫系統(tǒng)的能量以及各實驗結果進行了分析。比較了各種低溫制冷系統(tǒng)的優(yōu)劣，通過對比分析及各個國內外運行情況的調研，并且研究了國內外各種大型氦制冷系統(tǒng)的進展，選用了氦制冷系統(tǒng)來達到本工程的制冷量，為整個百米級高溫超導電纜制冷系統(tǒng)的方案選擇作出了初步的確立。通過對對百米級高溫超導電纜的各狀態(tài)點參數(shù)進行熱力學分析及優(yōu)化計算，對制冷循環(huán)的各冷卻級和換熱器進行熱平衡

3、分析，同時給出了各狀態(tài)點的設計參數(shù)，并且給出了氦制冷循環(huán)的性能指標及其不可逆損失。所有這些制冷循環(huán)的分析結果是制冷機設計的基礎，制冷機中的主要設備，如換熱器、壓縮機、膨脹機、閥門、低溫液氮泵、緩沖罐等的設計、選型參數(shù)都來自于熱力學分析優(yōu)化的結果。
　　 本文主要對氦制冷系統(tǒng)的關鍵設備，如螺桿壓縮機組、板翅式換熱器、透平膨脹機、低溫液氮泵、控制閥門、緩沖罐等的選型和設計作了論述。給出了螺桿壓縮機的特性、性能評價指標、螺桿壓縮機組的

4、流程組織以及螺桿壓縮機的設計選型參數(shù)。論述了低溫板翅式換熱器的設計，包括翅片的選取、通道的分配、換熱系數(shù)及阻力的計算、換熱器面積的計算等。同時論述了影響換熱器效率的幾個因素。本章還給出了透平膨機和低溫液體泵以及真空泵的設計參數(shù)和設計結果。最后并說明了緩沖罐的作用及工作原理。
　　 本論文研究是以百米級高溫超導電纜的制冷系統(tǒng)的設計研究為主要內容，給出了氦制冷系統(tǒng)設計及有關計算結果，希望為我國百米級高溫超導電纜的低溫系統(tǒng)的研究做出一