具有至少一個超導性電纜的裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種裝置，其具有至少一個超導性電纜和包繞所述超導性電纜的低溫恒溫器，所述低溫恒溫器具有至少一個絕熱管，所述絕熱管包圍所述超導性電纜并且包圍出用于冷卻劑流通的空腔。所述低溫恒溫器與位于其中的超導性電纜一樣，連接在電能傳輸段的固定部分上。在所述低溫恒溫器(KR)的每個設計用于連接傳輸段的固定部分的端部上，兩個波紋管被彼此間隔地安裝在同一個端部上，并且在位于所述低溫恒溫器(KR)的兩個端部的每一個上的兩個波紋管之間安裝有屬于所述低溫恒溫器(KR)的、絕熱的且彎曲走向的管段。
【專利說明】具有至少一個超導性電纜的裝置
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種裝置，其具有至少一個超導性電纜和包繞所述超導性電纜的低溫恒溫器，所述低溫恒溫器具有至少一個絕熱管，所述絕熱管包圍所述超導性電纜并且包圍出用于冷卻劑流通的空腔，其中，所述低溫恒溫器與位于其中的所述超導性電纜一樣，連接在電能傳輸段的固定部分上。
【背景技術】
[0002]例如由EP I 617 537 BI獲知上述裝置。
[0003]所述傳輸段的固定部分可以是終端接頭或聯(lián)接接合子，兩個由低溫恒溫器和電纜構成的長段通過所述固定部分相互連接。
[0004]超導性電纜具有由在達到足夠低的溫度時轉變?yōu)槌瑢顟B(tài)的材料制成的導電體。只要確定的電流強度不超過臨界電流強度，相應構成的導體的直流電阻在足夠冷的情況下為零。合適的超導物質例如是基于稀土元素的氧化物質(ReBCO)、尤其YBCO(釔-鋇-銅氧化物)、或BSCCO(鉍-鍶-鈣-銅氧化物)。足以使這種材料處于超導狀態(tài)的低溫例如在67K和IlOK之間。但是，也有超導物質、例如二硼化鎂，如果要其轉變?yōu)槌瑢顟B(tài)，必須將其冷卻到更低的溫度。適用于所有這些材料的冷卻劑例如是氮、氦、氖和氫或是這些物質的混合物。
[0005]當具有至少一個超導性電纜的裝置工作時，電纜自身在低溫恒溫器內被劇烈冷卻，由此使電纜由于熱力收縮而變得更短。為了確保傳輸段的可靠性，必須采取預備措施，從而可以補償電纜的縮短。
[0006]2010年7月22日出版的物理雜志(Journal of Physics)第234期第三卷第I至6頁中描述了一組關于與超導性電纜冷卻的試驗。將電纜布置在低溫恒溫器內，該長度為16m的低溫恒溫器以彎曲的走勢被布置在兩個標記為低溫恒溫器A和B的端部位置之間。在所述端部位置中的每一個上，將唯一的波紋管安裝于在該區(qū)域內一直直線延伸的低溫恒溫器內。
[0007]由US 2010/0285968 Al獲知一種用于對超導性電纜冷卻時的熱力收縮進行補償?shù)姆椒?。相應裝置的結構是一種集中、抗拉的構件。此外，在專利文獻中還闡述了，具有由薄金屬構成的形成波紋的罩殼。
[0008]在EP O 807938 Al中提供了一種由四個在徑向上彼此隔開的管組成的用于超導性電導體的外罩。這些管交替地具有直線形的具有較高機械強度的部段和橫向形成波紋的部段，由此該剛性的外罩可彎曲。
[0009]根據(jù)US 2006/0211579 Al，設計成管的超導性電纜的直線延伸的部段通過波紋管相互連接。由此應該能截斷地震的效應并抵消地面的不平整。
[0010]在根據(jù)EP I 720 176 BI的裝置中，超導性電纜如此安裝在低溫恒溫器中，即該超導性電纜在室溫下以波紋或螺旋形式延伸。所述電纜由此所產生的相對于低溫恒溫器的超長部分通過交叉狀的網(wǎng)絡被穩(wěn)定，該網(wǎng)絡與電纜點狀連接。[0011]由前述EP I 617 537 BI獲知一種具有在低溫恒溫器內布線的與終端接頭相連接的超導性電纜的裝置。所述終端接頭的導電體裝配了由導電材料制成的、具有徑向彈力薄片的管狀構件，在組裝狀態(tài)下，超導性電纜的導體伸入所述構構件中。當發(fā)生與熱力相關的長度變化時，所述超導性電纜的導體可以沿其長度方向在管狀構件中滑動。

【發(fā)明內容】

[0012]由此，本發(fā)明要解決的技術問題是，如何簡化上述裝置的結構。
[0013]按照本發(fā)明，所述技術問題被由此解決:
[0014]在所述低溫恒溫器(KR)的每個設計用于連接所述傳輸段的固定部分的端部上，兩個波紋管被彼此間隔地安裝在同一個低溫恒溫器或同一個低溫恒溫器端部內，并且
[0015]在位于所述低溫恒溫器的兩個端部的每一個上的兩個波紋管之間安裝有屬于所述低溫恒溫器的、絕熱的且彎曲走向的管段。
[0016]在所述裝置中，超導性電纜在未經(jīng)任何特別處理的情況下被布置在例如兩個終端接頭之間，并且以通常的技術與終端接頭導電連接。隨之同樣與終端接頭固定連接的低溫恒溫器在其連接著終端的端部可分別通過兩個波紋管進行彈性形變，使得低溫恒溫器能夠以簡單的方式隨由于冷卻而造成的電纜的縮短而動。通過彎曲的管段(電纜被引導穿過該管段)而相連接的波紋管由于變短的電纜而被擠壓在一起，并且由此自身被縮短。在此，兩個波紋管通過彎曲的管段均勻地承受機械負荷并且被相等地擠壓。低溫恒溫器的冗余長度并不影響電纜的縮短。
[0017]所述管段可以設計為易彎曲的，然而還是光滑且由此是剛性的。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]以下附圖中示出發(fā)明客體的實施例。在附圖中:
[0019]圖1示出根據(jù)本發(fā)明的裝置的示意圖；
[0020]圖2示出沿剖切線I1-1I剖切圖1的剖面放大圖；
[0021]圖3示出根據(jù)圖1的裝置的局部放大圖；
[0022]圖4示出相對于圖3的所述裝置的其他變型。
【具體實施方式】
[0023]在圖1中示意性地示出兩個作為電能傳輸段的固定部分的終端接頭I和2。這種終端接頭是已知的，從而不必過于詳細地闡述其結構。在所述兩個終端接頭I和2上固定連接有低溫恒溫器KR和位于其內的超導性電纜SK (圖2)。
[0024]所述低溫恒溫器KR應該具有至少一個由金屬或塑料制成的絕熱管，用于容納電纜SK和冷卻劑流通。在根據(jù)圖2的實施方式中，所述低溫恒溫器KR由兩個同軸的且相互間隔布置的由金屬、優(yōu)選由不銹鋼制成的管3和4構成，在所述兩個管3和4之間布置有間距保持件和絕熱件5、優(yōu)選真空絕熱件。所述管3和4可以垂直于其長度方向形成波紋，并且由此可以較好地彎曲。所述低溫恒溫器KR除了包繞電纜SK，還包圍出一個空腔HR，冷卻劑可以穿過該空腔HR流通。超導性電纜SK的結構是任意的。在低溫恒溫器KR內也可以布置兩個或多個超導性電纜。[0025]在圖3中示出根據(jù)本發(fā)明的裝置與終端接頭I的連接情況。相應的結構以相同的方式也適用于終端接頭2。與被低溫恒溫器KR包繞的電纜SK —樣，低溫恒溫器KR同樣與終端接頭I固定連接。在另一個在此自由的端部上，低溫恒溫器KR和被低溫恒溫器KR包繞的電纜SK固定地連接在電能傳輸段的另一個固定部分上。所述低溫恒溫器KR在其端部具有兩個波紋管6和7，所述波紋管6和7被相互間隔地安置在低溫恒溫器KR內。所述波紋管6和7通過彎曲的、屬于低溫恒溫器KR的管段8相互連接。如圖3所示，波紋管6和7優(yōu)選關于管段8對稱安置。當所述低溫恒溫器KR根據(jù)圖2由兩個同軸的管組成時，那么在兩個管中的每個管中都安裝有波紋管。
[0026]所述管段8被構造得與低溫恒溫器KR相同是有利的。由此，管段8可以僅由一個絕熱管部段構成，或者由兩個同心的且相互間隔布置的管組成的雙管部段構成，在兩個管之間安置有絕熱件。所述管段8的一條或兩條管可以被設計為光滑的且由此是剛性的，但也可被制成波紋的且由此是易于彎曲的。如在圖3中的優(yōu)選實施方式所示，所述管段8有利地被彎曲180°、或者至少被彎曲約180°，從而得到與管段8連接的波紋管6和7的對稱布置。
[0027]在圖3a中示出在室溫條件下按照本發(fā)明的裝置。所述波紋管6和7則優(yōu)選具有其完整長度。當所述裝置工作時，冷卻劑在低溫恒溫器KR中流通，使電纜SK被冷卻劑冷卻并且由此縮短。在此，所述電纜SK緊貼在管段8的壁上，并且沿箭頭P的方向拉管段8。由此，所述波紋管6和7被擠壓，并且在優(yōu)選根據(jù)圖3的對稱的實施方式中還被相等地擠壓。由圖3b示出波紋管6和7的相應縮短的最終狀態(tài)。
[0028]在圖4中示出了用作電能傳輸段的固定部分的連接套管9，低溫恒溫器KR和被其包繞的電纜SK從兩側固定連接在所述連接套管9上。在所示的實施方式中，波紋管從連接套管9的兩側安裝到低溫恒溫器KR上。一側是通過管段10相互連接的波紋管11和12，另一側是通過管段13相互連接的波紋管14和15。在此，低溫恒溫器KR的自由端部也與另一個傳輸段的固定部分固定連接，例如與終端接頭固定連接。
[0029]與圖3a類似地，圖4a示出常溫下的裝置。當所述電纜SK被冷卻時，進行與圖3所述的相同的過程。管段10沿箭頭Pl的方向被拉動，由此波紋管11和12縮短，同時管段13沿箭頭P2的方向被拉動，由此波紋管14和15縮短。由圖4b示出波紋管11和12以及14和15的已縮短的最終位置。
[0030]在圖3和4中示出了在一個平面內并列的兩個或多個波紋管。在必要情況下，這些波紋管也可以上下相疊地安置。當電纜SK的冷卻被終止或中斷時，電纜SK重新伸展。兩個或多個波紋管隨之憑借自身的力重新變長。
【權利要求】
1.一種裝置，其具有至少一個超導性電纜和包繞所述超導性電纜的低溫恒溫器，所述低溫恒溫器具有至少一個絕熱管，所述絕熱管包圍所述超導性電纜并且包圍出用于冷卻劑流通的空腔，其中，所述低溫恒溫器與位于其中的超導性電纜一樣，連接在電能傳輸段的固定部分上，其特征在于， 在所述低溫恒溫器(KR)的每個被設計用于連接所述傳輸段的固定部分的端部上，兩個波紋管(6、7)被彼此間隔地安裝在同一個端部上，并且 在位于所述低溫恒溫器(KR)的兩個端部的每一個上的兩個波紋管出、7)之間安裝有屬于所述低溫恒溫器(KR)的、絕熱的且彎曲走向的管段(8)。
2.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，兩個波紋管(6、7)之間的所述管段(8)彎曲180°或大約180°。
3.如權利要求1或2所述的裝置，其特征在于，所述管段(8)是至少一個光滑管的部段。
4.如權利要求1或2所述的裝置，其特征在于，所述管段(8)是至少一個易彎曲的管的部段。
【文檔編號】H02G15/34GK103578649SQ201310331416
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年8月1日 優(yōu)先權日:2012年8月3日
【發(fā)明者】M.施特姆勒, K.希普爾, S.蘭格, M.迪帕爾馬 申請人:尼克桑斯公司