[实用新型]超导储液罐氮气回收及利用系统

说明书

一种超导储液罐氮气回收及利用系统，包括主储液罐、工作储液罐和储气罐，主储液罐的底部通过第二管路与第一管路连通，第一管路连通至工作储液罐，在主储液罐的上端设置有连通至第一管路上的第三管路，在第三管路上设置有用于监测主储液罐内压力的第一压力传感器，在第一管路上还分支出连通至储气罐的第四管路，在第四管路上设置有第一压缩机，当第一压力传感器感应到主储液罐到达设定值，主储液罐内的氮气经第三管路、第一管路进入第四管路，并通过第一压缩机压入储气罐内，完成主储液罐泄压所排放氮气的回收。该系统既可以自动补充超导电缆系统减少的液氮量，还可以利用主储液罐泄压排放的氮气、预冷过程中产生的氮气为工作储液罐增压。

技术领域

本实用新型涉及超导技术领域，具体地说，涉及一种超导储液罐氮气回收及利用系统。

背景技术

在超导电缆系统运行中，需要液氮维持整个系统的低温状态，在维持过程中，由于外界温度、真空度和温度等影响，使电缆系统中整个液氮量不断减少，在电缆系统中，储液罐用于储存液氮并作为整个系统补给和缓存，用于储存、缓存和补给系统中包括电缆、冷冻机和终端等设备的液氮。储液罐可以说是整个液氮的心脏部位，同时储液罐的液位高低是监控的一个重要指标，液位过低整个系统液氮量过低，使电缆温度升高，对电缆性能产生极大的影响。

现有液氮补充方法只是人工补给，由于人工控制，对储液罐内原有温度，压力都有一定的影响，液氮进液量和速度无法显示，液无法控制进液量和速度，同时前期气化的氮气无法回收，产生大量的浪费，由于液氮低温液体，人工补液有一定的危险性。

图1是现有的填充液氮示意图，左侧为主储液罐1，主储液罐1通过管路向工作储液罐2输送液氮，在管路上设置有控制管路开闭的总阀3和排放氮气的排气阀4。在液氮存储过程中，虽然都是有保温处理，但仍不可避免少量液氮会转化为气体，主储液罐1内的气体会使得主储液罐1内的压力增高，通常为了维持安全性，会对主储液罐1进行手动放压，放压就会造成大量液氮的浪费，同时在主储液罐1给工作储液罐2输送液氮时，也由于管路较长，需要用掉大量液氮将管路从常温预冷到零下198摄氏度，这也会挥发大量的液氮。同时在给工作储液罐2充液氮时，是人工控制阀门，在人工操作时，很容易将氮气充入储液罐，这将破坏原有超导系统压力及温度，而且人工充入液氮也不能准确控制液氮充入的速度和数量。同时由于人工控制存在一定的冻伤危险，所以现有方式存在大量弊端。而针对以上问题，暂没有较好的技术方案可以解决。

另外，由于在超导电缆运行过程中，由于液氮温度及真空度等的变化，工作储液罐2内的压力会变小，要维持系统的稳定就要对储液罐进行增压处理，目前使用的是储液罐外接增压器5，增压器5结构如图2所示，原理是通过储液罐自身液氮气化进入自身顶部增压，在增压过程中消耗了自身的液氮，使得液氮液位受到轻微影响。

实用新型内容

为解决以上问题，本实用新型提供一种超导储液罐氮气回收及利用系统，包括主储液罐、工作储液罐和储气罐，其中，主储液罐的底部通过第二管路与第一管路连通，所述第一管路连通至工作储液罐，在主储液罐的上端设置有连通至第一管路上的第三管路，在第三管路上设置有用于监测主储液罐内压力的第一压力传感器，在第一管路上还分支出连通至储气罐的第四管路，在第四管路上设置有第一压缩机，当第一压力传感器感应到主储液罐到达设定的限定值，主储液罐内的氮气经第三管路、第一管路进入第四管路，并通过第一压缩机压入储气罐内，完成主储液罐泄压所排放氮气的回收。

优选地，在工作储液罐上安装有监测工作储液罐内的液位的液位监测仪，在第一管路上还设置有气液感应器和放空阀，在工作储液罐内的液位达到需补充液氮的情况下，主储液罐流出液氮对第二管路和第一管路进行预冷，在预冷过程中产生的氮气经第四管路、第一压缩机压入储气罐内，当气液感应器探测到气液混合状态时，第一压缩机关闭，放空阀打开，排出气液混合部分，当气液感应器探测到流经第一管路的均为液氮时，放空阀关闭，液氮充入工作储液罐中。

优选地，在工作储液罐上设置有第三压力传感器和泄压阀，通过控制工作储液罐上的泄压阀来调整工作储液罐内的压力。