專利名稱：超導(dǎo)電纜的低溫保持裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種超導(dǎo)電纜的低溫保持裝置，更具體地說，涉及一種能夠緩沖由內(nèi)側(cè)金屬管與外側(cè)金屬管之間的熱收縮差產(chǎn)生的應(yīng)力，使真空層雙重化的超導(dǎo)電纜的低溫保 持裝置。
背景技術(shù)：
所謂超導(dǎo)現(xiàn)象是指在極低溫狀態(tài)下導(dǎo)體中流通電流時(shí)的電阻為零的特性，超導(dǎo)電 纜是為實(shí)現(xiàn)這樣的特性而制成的電力電纜。為了實(shí)現(xiàn)這樣的超導(dǎo)現(xiàn)象，使用液態(tài)氮，導(dǎo)體在 液態(tài)氮所形成的極低的溫度下具有超導(dǎo)特性。并且，在超導(dǎo)電纜的終端安裝有終端連接箱。在終端連接箱內(nèi)安裝有延伸至外部 的終端導(dǎo)體，終端導(dǎo)體與電纜芯線相連接。另一方面，在觀察超導(dǎo)電纜的構(gòu)造時(shí)，內(nèi)側(cè)金屬管圍繞著電纜芯線，外側(cè)金屬管圍 繞著內(nèi)側(cè)金屬管。在內(nèi)側(cè)金屬管中填充有液態(tài)氮，內(nèi)側(cè)金屬管與外側(cè)金屬管之間處于真空 狀態(tài)，由此使絕熱效果達(dá)到最大化。在這樣的構(gòu)造中，外側(cè)金屬管與外部空氣接觸，而內(nèi)側(cè)金屬管與液態(tài)氮接觸，因 此，與外側(cè)金屬管相比，內(nèi)側(cè)金屬管相對(duì)顯著地收縮。但是，內(nèi)側(cè)金屬管和外側(cè)金屬管的末 端分別與連接箱相連接，內(nèi)側(cè)金屬管在發(fā)生收縮的同時(shí)受到拉力的作用，在內(nèi)側(cè)金屬管受 到拉力而產(chǎn)生應(yīng)力時(shí)，往往會(huì)導(dǎo)致超導(dǎo)電纜變形。另外，在直到至終端連接箱處，所述內(nèi)側(cè)金屬管與外側(cè)金屬管之間的真空狀態(tài)是 在相同的條件下受到管理的。因此，存在著在維修終端連接箱或維修超導(dǎo)電纜的情況下使 整個(gè)真空狀態(tài)受到破壞的缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為解決上述那樣的以往技術(shù)問題而作出的，其目的在于提供一種超導(dǎo)電 纜的低溫保持裝置，其構(gòu)成為能夠補(bǔ)償因溫度差而生產(chǎn)的應(yīng)力，使超導(dǎo)電纜與終端連接箱 之間的真空條件雙重化，即使解除其中一側(cè)的真空狀態(tài)也能夠使另一側(cè)保持真空狀態(tài)。用于達(dá)到如上所述的目的本發(fā)明的超導(dǎo)電纜的低溫保持裝置包括內(nèi)側(cè)金屬管， 其填充有液態(tài)氮，并且沿著電纜芯線周圍延伸；外側(cè)金屬管，其與所述內(nèi)側(cè)金屬管隔開間 隔，并圍繞在所述內(nèi)側(cè)金屬管的周圍；終端連接箱的冷卻容器，其連接有所述內(nèi)側(cè)金屬管， 填充有液態(tài)氮；絕熱管，其與所述冷卻容器隔開間隔，圍繞在所述冷卻容器的周圍；內(nèi)側(cè)波 紋管，其連接所述外側(cè)金屬管的端部與所述冷卻容器；外側(cè)波紋管，其與所述內(nèi)側(cè)波紋管空 開間隔，連接所述外側(cè)金屬管的端部與所述絕熱管。所述內(nèi)側(cè)波紋管與所述外側(cè)波紋管之 間的空間和所述內(nèi)側(cè)波紋管與所述內(nèi)側(cè)金屬管之間的空間被雙重化。另外，根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，所述內(nèi)側(cè)波紋管與所述外側(cè)波紋管之間的空間 以及所述內(nèi)側(cè)波紋管與所述內(nèi)側(cè)金屬管之間的空間處于真空狀態(tài)。另外，根據(jù)本發(fā)明的其他實(shí)施方式，所述內(nèi)側(cè)金屬管和所述外側(cè)金屬管由熱收縮率大于所述電纜芯線的熱收縮率的材質(zhì)制成。另外，根據(jù)本發(fā)明的另外其他實(shí)施方式，所述內(nèi)側(cè)金屬管和所述外側(cè)金屬管由鋁材質(zhì)制成。本發(fā)明的實(shí)施方式的超導(dǎo)電纜的低溫保持裝置在外側(cè)金屬管和內(nèi)側(cè)金屬管上形 成有波紋管，由熱收縮率大于電纜芯線熱收縮率的材質(zhì)的金屬制成外側(cè)金屬管和內(nèi)側(cè)金屬 管，由此能夠補(bǔ)償因熱收縮而產(chǎn)生的應(yīng)力。因此，具有即使發(fā)生熱收縮金屬管也不存在有應(yīng) 力，從而金屬管不發(fā)生變形的優(yōu)點(diǎn)。另外，本發(fā)明的實(shí)施方式的超導(dǎo)電纜的低溫保持裝置具有如下的優(yōu)點(diǎn)，S卩，通過使 超導(dǎo)電纜側(cè)和終端連接箱側(cè)的真空狀態(tài)雙重化，即使為了對(duì)所述超導(dǎo)電纜側(cè)和終端連接箱 側(cè)中的任一側(cè)進(jìn)行維修和管理而解除了真空狀態(tài)，也不會(huì)影響另一側(cè)的真空狀態(tài)。進(jìn)而，在本發(fā)明的實(shí)施方式的超導(dǎo)電纜的低溫保持裝置中，在超導(dǎo)電纜上設(shè)置有 內(nèi)側(cè)波紋管和外側(cè)波紋管，使熱傳導(dǎo)的進(jìn)入路徑最大化，由此使熱損失最小化且使熱應(yīng)力 緩和，而且通過波紋管與外側(cè)金屬管之間的連動(dòng)能夠進(jìn)行熱伸縮。


圖1表示是本發(fā)明的一實(shí)施方式的安裝有終端連接箱和超導(dǎo)電纜的狀態(tài)的示意 圖。圖2是表示圖1所示的波紋(bellows)部位的剖視圖。
具體實(shí)施例方式以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方式進(jìn)行說明。另外，所述的實(shí)施方式不過 是用于說明本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，并不是通過所述的實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明的技術(shù)思想和其 核心構(gòu)成及作用進(jìn)行限制。在附圖中，圖1是表示本發(fā)明的一實(shí)施方式的安裝有終端連接箱和超導(dǎo)電纜的狀 態(tài)的示意圖，圖2是表示圖1所示的波紋部位的剖視圖。如圖1以及圖2所示，超導(dǎo)電纜110與終端連接箱120相連接。終端連接箱120包括與超導(dǎo)電纜110的內(nèi)側(cè)金屬管105相連接的冷卻容器121和 與所述冷卻容器121的外側(cè)隔開間隔而形成的絕熱管123。并且，超導(dǎo)電纜110的電纜芯線 103在沿著內(nèi)側(cè)金屬管105進(jìn)入到冷卻容器121內(nèi)部的狀態(tài)下與終端連接箱120的終端導(dǎo) 體相連接。在此，冷卻容器121是終端連接箱120的低溫保持裝置(Cryostat)的內(nèi)側(cè)構(gòu)成 構(gòu)件，絕熱管123是終端連接箱120的低溫保持裝置的外側(cè)構(gòu)成構(gòu)件。另一方面，超導(dǎo)電纜110的外側(cè)金屬管107沿著超導(dǎo)電纜110向終端連接箱120 延伸，在外側(cè)金屬管107的端部連接有外側(cè)波紋管117和內(nèi)側(cè)波紋管115。在此，外側(cè)波紋管117與絕熱管123連接，內(nèi)側(cè)波紋管115與冷卻容器121的外側(cè) 連接。在這樣的構(gòu)造中，在圍繞電纜芯線103的冷卻容器121和內(nèi)側(cè)金屬管105的內(nèi)側(cè) 填充有液態(tài)氮1。內(nèi)側(cè)波紋管115與外側(cè)波紋管117之間的空間和冷卻容器121與絕熱管 123之間的空間是相互連通的第一真空空間131 ；外側(cè)金屬管107與內(nèi)側(cè)金屬管105之間的 空間和內(nèi)側(cè)波紋管115與內(nèi)側(cè)金屬管105之間的空間是相互連通的第二真空空間132。
這樣第一真空空間131與第二真空空間132借助內(nèi)側(cè)波紋管115而形成雙重化。 因此，即使其中任一空間的真空狀態(tài)被解除，另一空間的真空狀態(tài)也不發(fā)生變化。因此，以內(nèi)外側(cè)波紋管115、117為基準(zhǔn)，為更換終端連接箱120 —側(cè)和超導(dǎo)電纜 110—側(cè)中的任一一側(cè)的設(shè)備以及部件而解除真空狀態(tài)，也能夠保持另一側(cè)的設(shè)備以及部 件的真空狀態(tài)。由此，能夠在維修和更換作業(yè)結(jié)束后再生成真空狀態(tài)時(shí)，不需要太費(fèi)事。接下來，對(duì)極低的溫度所產(chǎn)生的收縮關(guān)系進(jìn)行說明。本發(fā)明的一實(shí)施方式中的內(nèi)側(cè)金屬管105和外側(cè)金屬管107由熱收縮率大于電纜 芯線103的熱收縮率的材質(zhì)制成，通常，如果是由銅材質(zhì)制成的電纜芯線103，則優(yōu)選內(nèi)側(cè) 金屬管105和外側(cè)金屬管107由鋁材質(zhì)制成。這是因?yàn)闊崾湛s率因材質(zhì)的不同而不同，特別是不銹鋼、銅和鋁的熱收縮率依次變大。即，在所述3種材質(zhì)當(dāng)中，隨著溫度的下降，鋁的收縮程度最大，銅的收縮程度處于中 間，不銹鋼的收縮程度最小。以往，使用由不銹鋼材質(zhì)制成內(nèi)側(cè)金屬管和外側(cè)金屬管的超導(dǎo)電纜，但是在本實(shí) 施方式中，使用由鋁材質(zhì)制成內(nèi)側(cè)金屬管105和外側(cè)金屬管107的超導(dǎo)電纜。因此，在本實(shí)施方式的超導(dǎo)電纜110的低溫保持裝置中，內(nèi)側(cè)金屬管105和電纜芯 線103與液態(tài)氮1接觸，外側(cè)金屬管107處于常溫條件下。由此，隨著溫度的變化，內(nèi)側(cè)金 屬管105和外側(cè)金屬管107 —邊發(fā)生收縮一邊受到應(yīng)力的作用，此時(shí)，內(nèi)側(cè)波紋管115和外 側(cè)波紋管117在發(fā)生伸縮的同時(shí)抵消應(yīng)力。其結(jié)果不會(huì)使超導(dǎo)電纜發(fā)生變形。
權(quán)利要求
一種超導(dǎo)電纜的低溫保持裝置，其特征在于，包括內(nèi)側(cè)金屬管(105)，其填充有液態(tài)氮(1)，并且沿著電纜芯線(103)的周圍延伸，外側(cè)金屬管(107)，其與所述內(nèi)側(cè)金屬管(105)隔開間隔，并且圍繞在所述內(nèi)側(cè)金屬管(105)的周圍，內(nèi)側(cè)波紋管(115)，其從所述外側(cè)金屬管(107)的端部延伸，并且與終端連接箱(120)的內(nèi)側(cè)低溫保持部相連接，外側(cè)波紋管(117)，其與所述內(nèi)側(cè)波紋管(115)隔開間隔，從所述外側(cè)金屬管(107)的端部延伸，并且與終端連接箱(120)的外側(cè)低溫保持部相連接；所述內(nèi)側(cè)波紋管(115)與所述外側(cè)波紋管(117)之間的空間和所述內(nèi)側(cè)波紋管(115)與所述內(nèi)側(cè)金屬管(105)之間的空間被雙重化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超導(dǎo)電纜的低溫保持裝置，其特征在于，所述內(nèi)側(cè)波紋管(115)與所述外側(cè)波紋管(117)之間的空間以及所述內(nèi)側(cè)波紋管 (115)與所述內(nèi)側(cè)金屬管(105)之間的空間處于真空狀態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的超導(dǎo)電纜的低溫保持裝置，其特征在于，所述內(nèi)側(cè)金屬管(105)和所述外側(cè)金屬管(107)由熱收縮率大于所述電纜芯線(103) 的熱收縮率的材質(zhì)制成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的超導(dǎo)電纜的低溫保持裝置，其特征在于，所述內(nèi)側(cè)金屬管(105)和所述外側(cè)金屬管(107)由鋁材質(zhì)制成。
全文摘要
本發(fā)明提供一種超導(dǎo)電纜的低溫保持裝置，其構(gòu)成為能夠補(bǔ)償因溫度差而生產(chǎn)的應(yīng)力，使超導(dǎo)電纜與終端連接箱之間的真空條件雙重化，即使解除其中一側(cè)的真空狀態(tài)也能夠使另一側(cè)保持真空狀態(tài)。本發(fā)明的超導(dǎo)電纜的低溫保持裝置包括內(nèi)側(cè)金屬管，填充有液態(tài)氮，沿著電纜芯線周圍延伸；外側(cè)金屬管，與所述內(nèi)側(cè)金屬管隔開間隔，圍繞所述內(nèi)側(cè)金屬管的周圍；終端連接箱的冷卻容器，連接有所述內(nèi)側(cè)金屬管，填充有液態(tài)氮；絕熱管，與所述冷卻容器隔開間隔，圍繞所述冷卻容器的周圍；內(nèi)側(cè)波紋管，連接所述外側(cè)金屬管的端部與所述冷卻容器；外側(cè)波紋管，與所述內(nèi)側(cè)波紋管空開間隔，連接所述外側(cè)金屬管的端部與所述絕熱管。
文檔編號(hào)H01B12/16GK101807456SQ20091016571
公開日2010年8月18日 申請日期2009年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月12日
發(fā)明者崔彰烈, 張鉉萬, 李秀吉, 池奉基, 金春東 申請人:Ls電線有限公司