Криогенный кабель Советский патент 1977 года по МПК H01B12/00 

Изобретеш1е относится к кабельной те нике, а именно к конструкции криогенных силовых кабелей, предназначеншупс для пер дачи электрического тока по токопроводя- щим жилам, охлаждаемым, до jrasKiix температур циркулирующим, здояь кабеля хла дагентом. Изобретение особенно целесообразно пр использовании хладагента в двухфазном состоянии, а также при резких изменениях уровня кабельно1а трассы. Известны конструкции криогенного кабе ля, включающие полые токонесушле жилы, охлаждаемые хладагентом в любом, агрегатном состоянии и имеющие отбор паров хладагента по ходу потоков СУ В указанной конструкции дпя охлаждения токонесущих жил кабеля используется скрытая теплота парообразования хладагента. При этом токонесущие и1лы распол жены в нижней части теплоизоляционного кожуха, по которому течет расслоенный парожидкостной поток хладагента. Однако такую конструкцию нельзя применять при различных уклонах трассы. Известны также криогенные кабели, содержащие токопроводящие по.1ые с калаком. для 1жрк яяции хладагента Г2, Од..хо прк использовании двухфазггых потоков часть периметра токопроводящей лхИлы омывае-тся шииъ паровой фазой в результате рсгссгсоения потока. O.OHaJco при относительно высоких паро- содержаниях охлаждение гокопроводящих жил в таких становится малоэффективным, в результате чего снижается токонесущая способность. Целью изобретения является обеспечение равномерного и высокоэффективного охлалхдешш токонесущ.их жил кабеля хладаг ектом с возможностью использования внутре1шей теплоты парообразования при любых пространствеш1ых ориентациях трассы. Это достигается тем, что кабель допол- .нительно снаблсен трубой, размещенной соос- но В1-1утри жилы TI образующей совместно с внутренней поверхностью жилы кольцевую полость, и перегородками, разделяющими упомянутого полость на секции. При этом в пределах каждой секции жила и труба вы-

полнены с отверстиями в каждой из них, которые расположены соответственно у разных перегородок, ограничивающих секцию.

В полости между трубой и токонесущей жилой расположены опорные элементы, причем они образуют спиральный канал, что обеспечивает вращательное движение двухфазного потока и центробежную сепарацию жидкости на стенках токонесущего элемента.

На фиг. 1 изображена охлаждаемая токонесущая жила; на фиг. 2 - схема циркуляции хладагента.

Токонесущая жила 1 выполнена полой к включает внутренний трубопровод 2 с наружным спиральным оребрением. 3, герметизирующие перегородки 4 отверстия 5 для порционального ввода жидкого хладо- агента в кольцевой (щелевой) канал 6 каждой секции, отверстия 7 для вывода уже отработанного хладоагента из жилы 1.

Внутренний трубопровод 2 может быть выполнен из любого материала, например, пластмассы. Перед последним, отсеком щелевого канала 6 внутренний трубопровод 2 имеет заглущку 8.

Схема циркуляции хладагента включает токонесущие охлаждаемые жилы 1, расположенные в кожухе 9 с теплоизоляцией 10.

Охлаждение токонесущих жил кабеля осуществляется следующим образом. Хладагент передается по внутреннему трубопроводу 2 каждой токонесущей жилы 1 с последовательным отводом (дросселированием) определенного количества в щелевой канал 6, разбитый на ряд участков, разделенных между собой перегородками 4. Хладагент, проходя по каждому из этих участков, воспринмает тепловыделения токонесущей жилы, частично или полностью испаряется и через отверстия 7 в токонесущей жиле 1 удаляет в канал для обратного потока, образованны кожухом 9 и внутренними поверхност5шси токонесущих жил.

Предлагаемая конструкция обеспечивает значительную стабилизацию температуры

стенки токонесущей жилы и адиабатное течение хладагента во внутреннем трубопроводе 2 на протяжении всей длины жилы..

Наличие больших коэффициентов теплообмена позволяет стабилизировать температуру стенки токонесущей жилы при относительно недолговременном увеличении тока в три и более р относительно расчетного.

Предлагаемая конструкция позволяет существенно сократить время захолажива- ния кабеля, так как при этом обеспечиваетс я высокоэффективное охлаждение и относительно небольщое гидравлическое сопротивление.

Формула изобретения

1, Криогенный кабель, содержащий, по крайней мере, одну токопроводящую полую жилу с каналом для циркуляции хладагента, отличающийся тем, что, с целью интенсификахши теплообмена, он дополнительно снабжен трубой, размещенной соосно внутри жилы и образующей совместно с внутренней поверхностью жилы кольцевую полость, и перегородками, разделяющими упомянутую полость на секции, при этом, в пределах каждой секции жила и |труба выполнены,по меньщей мере, с одним отверстием в каждой, которое расположено соответственно у разных перегородок, ограничивающих секцию.

2. Кабель по п. 1, отличающи с я тем, что с целью повышения механической прочности конструкции, он снабжен опорными элементами, расположенными в полости.

Источники информации, принятые во вни- мание при экспертизе:

1.Патент США № 3529071, кл. 174-15 от 1971 г.

2.Патент Англии № 1245655, кл. Н 1А от 1971 г.