Способ охлаждения сверхпроводящих электрических машин Советский патент 1982 года по МПК F25B9/00 H02K9/20 

(54) СПОСОБ ОХЛАЖДЕНИЯ СВЕРХПРОВОДЯЩИХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН

1

Изобретение относится к криогенной технике, в частности к охлаждению и температурной стабилизации сверхпроводящих обмоток роторов электрических генераторов и двигателей.

Известен способ охлаждения сверхпроводящих электрических мащин путем подачи жидкого хладагента под повышенным давлением, его сжатия и испарения 1.

Известны способ имеет недостаток, вызванный трудностью поддержания стабильного температурного режима в обмотках генератора при различных режимах работы.

Известен также способ охлаждения сверхпроводящих электрических машин путем сжатия, испарения и дросселирования хладагента 2.

Недостаток способа - сложность поддержания постоянной температуры охлаждения.

Целью изобретения является поддержание постоянной температуры охлаждения путем реализации термодинамических процессов в зоне между левой и правой пограничными кривыми состояния хладагента (гелия, водорода, неона).

Цель достигается тем, что дросселирование ведут перед сжатием, а после испарения осуществляют вторичное дросселирование с получением паров, часть из которых направляют на смешивание с жидким хладагентом цосле первого дросселирования перед сжатием, причем все перечисленнь1е операции проводят в зоне между левой и правой пограничными кривыми.

На фиг. Г представлена установку, реализующая предлагаемый способ охлаж-.

10 дения, общий вид; на фиг. 2 - термодинамическая диаграмма рабочего цикла в координатах Т-S.

Установка содержит регулирующий вентиль 1, трубу 2, узел 3 уплотнения, входной 15 радиальный канал 4, осевые каналы 5, дроссель-теплообменник 6, регулируемое дроссельное устройство 7 и выходную трубу 8.

Установка, реализующая описываемый способ охлаждения, работает следующим образом.

20

Жидкий хладагент в состоянии а (фиг. 2) в регулирующем вентиле 1 дросселируют до состояния в. Затем хладагент подогревают за счет теплопритока из окружающей среды в трубе 2 и частично смешивают с

теплыми парами обратного потока, перетекающими через узел 3 уплотнения. В результате этого паросодержаНие х потока возрастает до значения в точке с перед входным радиальным каналом 4. Здесь хладагент сжимают за счет центробежных сил, неизбежных при работе роторных машин, до состояния d, зависящего от начальной плотности, обусловленной паросодержанием X потока .на входе в радиальный канал 4. Далее хладагент проходит через осевые каналы 5, расположенньге в сверхпроводящей обмотке возбуждения электрического генератора, производя холодильное, действие, и после этого ь состоянии е направляется дросселю-теплообменнику б, в котором происходит частичное дросселирование до состояния f. Затем хладагент подвергается вторичному дросселированию в регулируемом дроссельном устройстве 7 до состояния в точке g и одна часть образующихся при этом паров направляется на смешивание с прямым потоком -путем перетекания h-с в узле 3 уплотнения, а другая часть удаляется из установки через выходную трубу 8 в состоянии i.

Особенностью предлагаемого способа охлаждения является протекание всех составляющих цикл термодинамических процессов при температурах и давлениях, расположенных 3 области влажного пара между левой и правой пограничными кривыми состояния хладагента.

Экономическая эффективность изобретения заключается в сокращении расхода хладагента и повышении электрической мощности установки.

Формула изобретения

Способ охлаждения сверхпроводящих электрических мащин путем сжатия, испа. рения и дросселирования хладагента, отличающийся тем, что, с целью поддержания постоянной температуры охлаждения путем реализации термодинамических процессов в зоне между левой и правой пограничными кривыми состояния хладагента (гелия,

водорода, неона), дросселирование ведут перед сжатием, а испарения осуществляют вторичное дросселирование с получением паров, часть из которых направляют на смещивание с жидким хладагентом после первого дросселирования перед сжатием, причем все перечисленные операции проводят в зоне между левой и правой пограничными кривыми.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

5

Фиг.1