[发明专利]超导设备的低温装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于容纳套管的超导设备的低温装置，该套管用来在低温侧和室温侧之间连通电力，本发明也涉及一种包括该低温装置的超导电缆的终端结构。具体地，本发明涉及一种有着优良装配工作性能的超导设备的低温装置。

背景技术

附图5显示了已知的超导电缆的终端结构的一个例子(见专利文献1)。该终端结构被连接到从超导电缆终端引出的电缆芯100从而在低温侧和室温侧之间连通电力。具体地，该终端结构包括：从芯100暴露的超导体100a；用于提供超导体100a和设置在室温侧的导体(未显示)之间的电连接的套管101；容纳低温侧上的套管101的终端和连接部分110的冷却剂容器102，该连接部分110连接超导体100a和套管；从真空容器103的室温侧突出的瓷管104。

套管101包括通过连接部分110同超导体100a电连接的中心传导部分101a和覆盖传导部分101a并由FRP形成的固态绝缘层101b。套管101被容纳在冷却剂容器102和瓷管104中。在该例中，超导体100a连接到由如铜的正常导体材料形成的连接导体120上。连接导体120通过连接部分110连接到套管101的传导部分101a上。套管101周边有着凸缘101c和101d。套管101通过凸缘101c固定在冷却剂容器102上和通过凸缘101d固定在真空容器103上。

冷却剂容器102充满了例如液态氮的液态冷却剂以冷却套管101、连接部分110和连接导体120。真空容器103包括连接低温侧的冷却剂容器102和室温侧的瓷管104的圆柱形中间真空部分103a。套管101插入到中间真空部分103a以减小从室温侧向低温侧的热渗透。也就是说，真空容器103的一部分有着包括中间真空部分103a和外部真空部分103b的双重结构。瓷管104填满了例如绝缘油或SF6气体的绝缘流体。

专利文献1：日本未审查专利申请公开No.2002-238144

发明内容

发明解决的技术问题

然而，上述已知的终端结构装配是很耗时的，并且需要改进的工作性能。特别地，需要减少在安装地点的工作量。

终端结构常规地通过一下过程来装配：连接超导体和套管；装配冷却剂容器；装配真空容器；将套管固定在冷却剂容器和真空容器上；以及抽真空真空容器。对于上述已知的终端结构，真空容器不能在套管被固定在冷却剂容器和真空容器之前被抽真空，因为套管的一些组件(附图5的例子中的凸缘101c和101d)组成了冷却剂容器和真空容器的一部分。此外，真空容器需要优良的热绝缘，也就是说，需要高度真空，这是因为用于包括超导电缆的超导设备中的例如液态氮的冷却剂有着极低的温度(对于液态氮为77K)。此外，例如Super Insulation(注册商标)的热绝缘体通常被布置在真空容器中以提高绝缘性。当在安装现场组装终端结构时，热绝缘体可以在抽真空之前通过暴露于空气中而吸收例如湿气。因此，需要许多时间来抽真空真空容器至高度真空。

烘培可以有效地减少抽真空时间。在烘培中，一个物件被加热以蒸发例如包括在其中的湿气。然而，上述终端结构相对较大并需要相应地大的烘培设备(包括加热器和电源)。这种烘培设备难以运输到装配现场。此外，因为超导电缆和套管是在烘培之前被连接，所以在大大提高的烘培温度下加热会损坏终端结构的组件，特别是超导电缆的电绝缘层。为了防止损坏例如电绝缘层的组件，烘培必须在相对低的温度下(例如，约70℃)进行。这种烘培不会减轻抽真空耗时的问题。

此外，在出现例如真空泄漏的事故的情况下，在装配现场抽真空需要后备组件。这增加了被运送到装配现场的组件的数目。

在将套管连接到冷却剂容器和真空容器之后，不仅在装配超导电缆的终端结构中进行抽真空，还要在装配用于安装超导电缆线的超导设备中进行抽真空，该超导设备包括超导变压器、超导故障限流器(FCL)和超导储能设备。这种设备也需要改进的装配工作性能。

因此，本发明一个主要目的在于提供一种有着优良装配工作性能的超导设备的低温装置和包括该低温装置的超导电缆的终端结构。本发明的另一目的在于提供一种能轻易地运送到装配现场的超导设备的低温装置。

解决技术问题的技术方案