[发明专利]具有至少一条超导电缆的装置的操作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有至少一条超导电缆的装置的操作方法。其中超导电缆被低温保持器环绕，低温保持器由两个金属管组成，它们相对于彼此同心布置，并在它们之间密封真空绝缘，并且低温保持器不仅环绕电缆，而且还环绕腔，用于使受压的冷却剂穿过，

背景技术

像这样的方法被公开在WO 03/052775A中。

在现代技术中，超导电缆具有由合成材料组成的电导体，其中合成材料包括陶瓷材料，该材料在足够低的温度下变成超导状态。假如不超过特定的电流水平，如果冷却充分，对应设计的导体的电直流电阻为零。作为实例，适当的陶瓷材料是掺杂稀土的材料，其已知的名称为ReBCO(稀土-钡-铜氧化物)，尤其包括YBCO(钇-钡-铜氧化物)。这些超导材料的另一种是例如BSCCO(铋-锶-钙-铜氧化物)。例如，将这种材料改变为超导状态的充分低的温度处于67K与110K之间。例如，适当的冷却剂为氮、氦、氖、氢、或者这些物质的混合物。

当执行上文描述的方法时，并且在相关装置的操作过程中，液态冷却剂在预定压力下靠泵被压入低温保持器，其在维持该压力的同时穿过低温保持器，并且在预定长度的末端穿出，以被再次冷却。为了使位于低温保持器中的电缆中的至少一个超导体充分冷却，相当数量的冷却剂必须被降低到所需的低温，并且在贮液区域必须被保持在该温度，并且如果可能在低温保持器中也同样。如果在传输路径的过程中，低温保持器被损坏，尤其在其中发生漏洞时，例如作为对低温保持器的外部机械损坏的结果，大量冷却剂在例如漏洞被发现以前从低温保持器涌出。这不仅是昂贵的，而且对该装置周围的区域是有害的，尤其如果液态氮被用作冷却剂的话。当漏洞实际发生在冷却剂到低温保持器的供应线中时，也是这样的情况。

US 3946141A描述了一种用于冷却装配有超导电缆的电缆的方法，其中导体被以同轴电缆的形式布置。电缆由两部分组成，它们在电缆的中央区域相互合并，并且在它们各自的末端装配有端盖。在它的连接两部分的中央区域中，诸如氦的冷却剂依靠泵从冷却站通向电缆，并以相反的流向从那里馈入电缆的两部分。冷却剂在电缆的每个端盖穿出，并反馈回冷却站。

US 3950606公开了一种用于冷却超导电缆的方法，该超导电缆的导体同样以同轴电缆的形式布置，具有管状的内导体和同心环绕它的外导体，并具有位于它们之间的绝缘体。由被腔分隔的两个管组件组成的管围绕外导体，并且例如氦的冷却剂穿过它，并通过单独管线的方式反馈回到制冷单元。冷却剂也以相同的方式穿过管状的内导体。

上文引用的WO 03/052775A1描述了一种具有冷绝缘体的超导电缆。这被容纳在由两个管组成的低温保持器中，这两个管由真空绝缘分隔，并相对于彼此同心运行。该文献实质上处理当像这样的至少两个长度的装置要被相互连接时通过低温保持器实现连接。该文献同样没有提供在低温保持器被损坏的情况下，当冷却剂馈入低温保持器中的自由空间时要采取的详细措施。

发明内容

本发明的目的是基于以这样一种方式来执行上文描述的方法，即当具有超导电缆和围绕它的低温保持器的装置被损坏时，提高该装置以及它的周围区域的安全性。

该目的是通过如下技术特征实现的。

一种具有至少一个超导电缆的装置的操作方法，其中超导电缆被低温保持器环绕，低温保持器由两个金属管组成，它们相对于彼此同心布置，并在它们之间密封真空绝缘，并且低温保持器不仅环绕电缆，而且还环绕腔，用于使受压的冷却剂穿过，其特征在于：贮液区域，其连接到低温保持器，以使液态冷却剂被布置在低温保持器的至少一端，泵被使用，其在装置的操作期间将冷却剂压入低温保持器，以及阀被至少布置在从贮液区域到低温保持器的冷却剂的供应路径中，该阀在装置的操作期间被打开，被连接到监测低温保持器的完整性的至少一个单元，并且在从监测单元提供对应于故障消息的信号时该阀被阻断，以中断向低温保持器的冷却剂的供应。

当使用该方法时，该装置尤其是低温保持器的完整性被监测单元持续检查。如果低温保持器被损坏，例如它泄露了，一个信号被直接传递给阀，并且有利地同时传递给泵。然后阀被立即关闭，泵也同时被关断，以使得没有更多的冷却剂被泵入低温保持器或泵到贮液区域外。监测单元可优选为压力测量设备，其测量低温保持器中的冷却剂的压力。