【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及液氮冷卻設備，具體是一種適用于超導并聯電抗器的閉式過冷液氮循環裝置。
技術介紹
1、液氮制備成本低并且具有穩定的化學性質以及絕緣性質，是作為冷卻高溫超導電力裝置的可靠冷卻介質，因此現在各國都是采用液氮作為制冷工質。
2、液氮制冷方式分為開式制冷和閉式制冷。與開式制冷相比，閉式制冷的主要優點是運行成本更低，也可以避免使用相對較大的液氮儲槽進行日常液氮加注。但是，對于閉式液氮制冷系統而言，由于其無需接入外接冷源，由內部制冷組件完成制冷，因此如何保證其在設計工況下穩定運行，并且應做到溫度盡量均勻一致尤為關鍵。進一步地，對于此種類型的系統，由于杜瓦罐內部的進液和出液管路位置固定，在過冷液氮長時間的循環流動的過程中，容易在出現杜瓦罐內部出現大區域液氮停滯的死區，影響換熱性能。因此有必要提出改進。
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于提供一種適用于超導并聯電抗器的閉式過冷液氮循環裝置，以解決上述
技術介紹
中提出的現有技術如何保證冷卻裝置在設計工況下穩定運行的問題。
2、為實現上述目的，本專利技術提供如下技術方案：
3、一種適用于超導并聯電抗器的閉式過冷液氮循環裝置，包括用于盛裝液氮的杜瓦組件、用于驅動液氮循環流動的循環組件以及用于對液氮進行制冷的制冷組件，所述杜瓦組件包括杜瓦罐，所述電抗器設置于杜瓦罐內；
4、循環組件包括用于連通杜瓦組件和制冷組件的循環管，所述循環管的一端連通杜瓦組件的出液管，所述循環管的另一端連通杜瓦組件的進液管
5、所述循環管靠近杜瓦組件出液管的一側沿液氮流動方向依次安裝有出液閥、泵前壓力表、液氮泵、泵后壓力表、放散閥、電動調節閥、液氮閥、溫度傳感器和閥后壓力表；所述循環管靠近杜瓦組件進液管的一側固定安裝有進液閥；所述制冷組件包括斯特林制冷機以及用于對斯特林制冷機進行散熱的水冷機組。
6、作為本專利技術進一步的方案：所述杜瓦組件包括隔熱箱，所述隔熱箱的內壁底部固定安裝有承托臺，所述承托臺上放置有杜瓦罐，所述隔熱箱的頂部固定安裝有封蓋，所述封蓋的邊沿固定連接有氣密環套，所述封蓋的頂部固定連接有吊環。
7、作為本專利技術進一步的方案：所述封蓋的頂部邊沿轉動連接有若干個鎖緊螺栓，所述隔熱箱的頂部邊沿開設有若干個螺栓孔，若干個所述鎖緊螺栓的底部分別與若干個螺栓孔螺紋連接。
8、作為本專利技術進一步的方案：所述杜瓦罐的頂部固定安裝有分流組件，所述分流組件包括分流罩板，所述分流罩板的頂部固定連接有中心管，所述中心管的中部轉動連接有安裝套環，所述安裝套環的底部固定連接有下對接齒輪，所述安裝套環的頂部固定連接有上對接齒輪，所述安裝套環的上方固定連接有安裝架，所述安裝架的一側固定連接有驅動電機，所述驅動電機的輸出端固定連接有驅動齒輪，所述驅動齒輪與上對接齒輪嚙合連接；所述中心管的底部固定連接有若干個分流管，若干個所述分流管的中部均固定連接有分流調節閥，若干個所述分流調節閥的調節端固定連接有調節齒輪，若干個所述調節齒輪均與下對接齒輪嚙合連接。
9、作為本專利技術進一步的方案：所述進液管的中部弧形彎折設置，所述進液管靠近循環管的一端水平設置并與循環管固定連接，所述進液管的底部豎直設置并與中心管頂部固定連接。
10、作為本專利技術進一步的方案：所述隔熱箱的一側固定安裝有除濕組件，所述除濕組件包括殼體，所述殼體的頂部固定連接有進風罩，所述殼體的一側固定連接有出風罩，所述進風罩的底部固定連接有進風管，所述進風管的底部固定連接有進風泵，所述進風泵的輸出端固定連接有出風管，所述出風管的一端與出風罩固定連接，所述出風管的中部固定安裝有除水過濾器。
11、作為本專利技術進一步的方案：所述進風管的中部固定安裝有換向閥，所述換向閥的一端固定連接有抽氣管，所述抽氣管的一端與隔熱箱內部連通。
12、作為本專利技術進一步的方案：所述循環管的外壁包覆有隔熱墊，所述隔熱墊的外壁固定連接有外防護套。
13、作為本專利技術進一步的方案：該閉式過冷液氮循環裝置的工作方法包括下列步驟：
14、步驟一：對杜瓦組件進行檢漏，對杜瓦罐進行0.05mpa氣密性試驗并保壓20min；然后進行抽真空置換，利用真空泵抽真空，抽到0.1pa后，保壓30min，而后再充氮氣到0.02mpa，保壓30min，如此反復3次；最后加注液氮；
15、步驟二：循環管檢漏，將循環組件與杜瓦組件與制冷組件連接完成后，開啟出液閥，利用液氮流動對循環管以及整個循環組件進行檢漏；
16、步驟三：循環管預冷，依次打開電動調節閥、放散閥和斯特林制冷機內部的支路低溫電磁閥，再將出液閥逐漸打開，這時液氮會經過閥門流入循環管路；預冷直至溫度傳感器顯示溫度為-196℃為止，表示循環管路內部已經預冷完成；
17、步驟四：運行制冷，首先開啟水冷機組，然后逐漸開啟放散閥，觀察放散閥出口狀態，若全部為柱狀液氮噴出，則可開啟液氮泵，等待液氮泵運行穩定后，開啟斯特林制冷機。
18、與現有技術相比，本專利技術的有益效果是：本專利技術杜瓦罐中的液氮通過出液閥流入循環管，經液氮泵提供循環動力，通過循環管分流到斯特林制冷機的液化腔內，液氮經過液化腔降溫后達到過冷狀態，進而通過循環管從進液閥流入杜瓦罐內部，如此形成循環，從而起到對杜瓦罐內部液氮過冷的目的；通過在循環管上分布設置多個壓力表和閥門，實時監測超導磁體與制冷系統各關鍵測點的溫度和壓力，了解監測系統的運行狀態，進而實現自動化的控制操作，有效提高超磁體的工作穩定性和可靠性；
19、本專利技術通過設置多個分流管，通過不同位置送出液氮，配合調節閥對各個分流管的輸送流量進行調節，以此改變不同分流管的液氮送出量，進而使得杜瓦罐內部的液氮能夠在不同位置送出的液氮的推動下緩慢流動，以此避免死區的形成；避免由單一位置送入液氮導致的杜瓦罐內部出現液氮死區的問題；
20、本專利技術通過設置除水組件，利用進風泵抽入外界空氣，并利用除水過濾器對空氣中的水汽進行過濾去除，以此降低工作區域的環境空氣含水量，進而有效避免水汽在管路設備上的凝結；通過換向閥改變進風管的連通方向，由抽氣管抽出隔熱箱內部空氣，實現對隔熱箱內部水汽的去除。
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1.一種適用于超導并聯電抗器的閉式過冷液氮循環裝置，其特征在于，包括用于盛裝液氮的杜瓦組件（1）、用于驅動液氮循環流動的循環組件（4）以及用于對液氮進行制冷的制冷組件；
2.根據權利要求1所述的一種適用于超導并聯電抗器的閉式過冷液氮循環裝置，其特征在于，所述杜瓦組件（1）包括隔熱箱（101），所述隔熱箱（101）的內壁底部固定安裝有承托臺（108），所述承托臺（108）上放置有杜瓦罐（5），所述隔熱箱（101）的頂部固定安裝有封蓋（104），所述封蓋（104）的邊沿固定連接有氣密環套（105）。
3.根據權利要求2所述的一種適用于超導并聯電抗器的閉式過冷液氮循環裝置，其特征在于，所述封蓋（104）的頂部邊沿轉動連接有若干個鎖緊螺栓，所述隔熱箱（101）的頂部邊沿開設有若干個螺栓孔（106），若干個所述鎖緊螺栓的底部分別與若干個螺栓孔（106）螺紋連接。
4.根據權利要求2所述的一種適用于超導并聯電抗器的閉式過冷液氮循環裝置，其特征在于，所述杜瓦罐（5）的頂部固定安裝有分流組件（6），所述分流組件（6）包括分流罩板（601），所述分流罩板（601
5.根據權利要求4所述的一種適用于超導并聯電抗器的閉式過冷液氮循環裝置，其特征在于，所述中心管（602）的中部轉動連接有安裝套環（611），所述安裝套環（611）的底部固定連接有下對接齒輪（610），若干個所述分流調節閥（604）的調節端固定連接有調節齒輪（605），若干個所述調節齒輪（605）均與下對接齒輪（610）嚙合連接，所述安裝套環（611）的頂部固定連接有上對接齒輪（609），所述安裝套環（611）的上方固定連接有安裝架（606），所述安裝架（606）的一側固定連接有驅動電機（607），所述驅動電機（607）的輸出端固定連接有驅動齒輪（608），所述驅動齒輪（608）與上對接齒輪（609）嚙合連接。
6.根據權利要求2所述的一種適用于超導并聯電抗器的閉式過冷液氮循環裝置，其特征在于，所述隔熱箱（101）的一側頂部固定連接有進液管（102），所述進液管（102）的中部弧形彎折設置，所述進液管（102）靠近循環管（401）的一端水平設置并與循環管（401）固定連接，所述進液管（102）的底部豎直設置并與中心管（602）頂部固定連接。
7.根據權利要求2所述的一種適用于超導并聯電抗器的閉式過冷液氮循環裝置，其特征在于，所述隔熱箱（101）的一側固定安裝有除濕組件（7），所述除濕組件（7）包括殼體（701），所述殼體（701）的頂部固定連接有進風罩（703），所述殼體（701）的一側固定連接有出風罩（705），所述進風罩（703）的底部固定連接有進風管，所述進風管的底部固定連接有進風泵（702），所述進風泵（702）的輸出端固定連接有出風管（708），所述出風管（708）的一端與出風罩（705）固定連接，所述出風管（708）的中部固定安裝有除水過濾器（704）。
8.根據權利要求7所述的一種適用于超導并聯電抗器的閉式過冷液氮循環裝置，其特征在于，所述進風管的中部固定安裝有換向閥（706），所述換向閥（706）的一端固定連接有抽氣管（707），所述抽氣管（707）的一端與隔熱箱（101）內部連通。
9.根據權利要求1所述的一種適用于超導并聯電抗器的閉式過冷液氮循環裝置，其特征在于，所述循環管（401）的外壁包覆有隔熱墊（402），所述隔熱墊（402）的外壁固定連接有外防護套（403）。
10.根據權利要求1所述的一種適用于超導并聯電抗器的閉式過冷液氮循環裝置，其特征在于，該閉式過冷液氮循環裝置的工作方法包括下列步驟：
...【技術特征摘要】
1.一種適用于超導并聯電抗器的閉式過冷液氮循環裝置，其特征在于，包括用于盛裝液氮的杜瓦組件（1）、用于驅動液氮循環流動的循環組件（4）以及用于對液氮進行制冷的制冷組件；
2.根據權利要求1所述的一種適用于超導并聯電抗器的閉式過冷液氮循環裝置，其特征在于，所述杜瓦組件（1）包括隔熱箱（101），所述隔熱箱（101）的內壁底部固定安裝有承托臺（108），所述承托臺（108）上放置有杜瓦罐（5），所述隔熱箱（101）的頂部固定安裝有封蓋（104），所述封蓋（104）的邊沿固定連接有氣密環套（105）。
3.根據權利要求2所述的一種適用于超導并聯電抗器的閉式過冷液氮循環裝置，其特征在于，所述封蓋（104）的頂部邊沿轉動連接有若干個鎖緊螺栓，所述隔熱箱（101）的頂部邊沿開設有若干個螺栓孔（106），若干個所述鎖緊螺栓的底部分別與若干個螺栓孔（106）螺紋連接。
4.根據權利要求2所述的一種適用于超導并聯電抗器的閉式過冷液氮循環裝置，其特征在于，所述杜瓦罐（5）的頂部固定安裝有分流組件（6），所述分流組件（6）包括分流罩板（601），所述分流罩板（601）的頂部固定連接有中心管（602），所述中心管（602）的底部固定連接有若干個分流管（603），若干個所述分流管（603）的中部均固定連接有分流調節閥（604）。
5.根據權利要求4所述的一種適用于超導并聯電抗器的閉式過冷液氮循環裝置，其特征在于，所述中心管（602）的中部轉動連接有安裝套環（611），所述安裝套環（611）的底部固定連接有下對接齒輪（610），若干個所述分流調節閥（604）的調節端固定連接有調節齒輪（605），若干個所述調節齒輪（605）均與下對接齒輪（610）嚙合連接，所述安裝套環（611）的頂部固定連接有上對接齒輪（609），所述安裝套環（611）的上方固定連接有安裝架（606），所述安裝架（606）的一側...
【專利技術屬性】
技術研發人員：陳妍君，儲琳琳，宗明，易越，鄭予容，楊可均，
申請(專利權)人：國網上海市電力公司，
類型：發明
國別省市：
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