[发明专利]一种辅助冷却装置和冷却设备

说明书

本申请公开了一种辅助冷却装置和冷却设备，本申请提供的辅助冷却装置在使用时，将低温液体通过进液管注入热管，热管将低温液体传输至热沉，热沉吸收连接的被冷却高温超导线圈的热量，而热管内不断注入的低温液体又通过回气管将热沉吸收的热量带走，进而对被冷却高温超导线圈进行冷却，当高温超导线圈被冷却至低温液体温度时，将进液管、热管和回气管的内部抽真空，关闭进液真空阀和回气真空阀，使进液管、热管和回气管保持真空状态，再通过制冷机对高温超导线圈继续降温冷却，减少了制冷机的冷却时间，解决了解决现有的超导磁体直接采用制冷机进行低温冷却，存在降温时间过长，从而制约超导磁体的应用的技术问题。

技术领域

本申请涉及传热设备技术领域，尤其涉及一种辅助冷却装置和冷却设备。

背景技术

超导技术的发展，给电工技术带来了质的飞跃，在强电领域和弱电领域均得到了广泛的应用。

超导磁体需要维持在超导温度以下，才能保证正常运行。传统的超导磁体冷却方式一般是将超导磁体浸泡在低温液体中，采用液氦、液氮等低温介质做冷却剂进行冷却，而应用最为广泛的冷却装置是制冷机。文献《150kJ/100kW直接冷却高温超导磁储能系统》(徐颖,任丽,唐跃进,等.150kJ/100kW直接冷却高温超导磁储能系统.储能科学与技术,2015,4(4):394-401)提出了一种传导冷却高温超导线圈结构，其采用两台制冷机和导冷结构对超导磁体进行冷却，其中，单极制冷机用来冷却超导磁体，二级制冷机的两级冷头分别用来冷却电流引线和辐射屏。实验结果表明，即便采用了两台制冷机，也花费了大约35小时才将超导磁体冷却至17.7K。

与低温液体浸泡式超导磁体相比，制冷机直接冷却的超导磁体需要完全通过制冷机冷头输出的冷量进行冷却，而低温制冷机的制冷功率相对较低。以应用较为广泛的一种制冷机为例，制冷机的二级冷头在4.2K下的制冷功率仅为1.5W，若采用1台制冷机将100kg的超导磁体(假定以铜为主)从300K冷却至4.2K，则需要大约1450小时。显然，如此长的降温时间将极大制约传导冷却超导磁体的应用。

发明内容

本申请提供了一种辅助冷却装置和冷却设备，用于解决现有的超导磁体直接采用制冷机进行低温冷却，存在降温时间过长，从而制约超导磁体的应用的技术问题。

本申请第一方面提供了一种辅助冷却装置，包括：热管、热沉、进液管、回气管、进液真空阀和回气真空阀；

所述热管为弯曲盘管；

所述热沉通过第一固定组件与所述热管固定连接；

所述热沉与高温超导线圈连接，并通过第二固定组件固定；

所述进液真空阀设置于所述进液管上；

所述回气真空阀设置于所述回气管上。

优选地，所述进液管为进液直管，所述回气管为回气直管。

优选地，所述进液管与所述热管的连接处通过焊接固定，所述回气管与所述热管的连接处通过焊接固定。

优选地，所述第一固定组件和所述第二固定组件均包括：螺栓和法兰。

优选地，所述热沉上涂覆有低温导热硅脂。

优选地，所述热管与所述热沉的接触位置、所述热沉与所述高温超导线圈的接触位置，均涂覆有导热脂。

优选地，所述法兰和所述热沉均为环状结构，所述法兰和所述热沉的内径为300mm，所述法兰和所述热沉的外径为500mm。

优选地，所述热管的截面为10mm×10mm，所述热管的壁厚为0.5mm。

优选地，所述热管为高导热材质，所述进液管和所述回气管均为低导热材质。