[实用新型]一种气源动力过冷液氮循环系统

说明书

本实用新型涉及一种气源动力过冷液氮循环系统，包括：热负荷、液氮杜瓦、制冷机、储液杜瓦、回液杜瓦、压缩氮气气源、配套管路及阀门；热负荷为超导磁体或其他需要提供过冷液氮的装置；液氮杜瓦架高设置，储存系统大部分液氮，与储液杜瓦配合，利用液位差提供液氮自液氮杜瓦至回液杜瓦的流动动力；制冷机为系统提供冷源；压缩氮气气源提供回液杜瓦至液氮杜瓦的液氮流动动力；本系统的优点在于：使用重力及压缩氮气提供的压力替代低温液氮泵或风机等输送设备，作为系统液氮循环的动力，规避了低温液氮泵或风机等输送设备的采购、维护成本以及液氮泵使用过程中的条件限制，降低了能耗和液氮损耗。

技术领域

本实用新型涉及液氮循环低温系统，尤其涉及一种气源动力过冷液氮循环系统。

背景技术

高温超导材料在液氮温区下，电阻消失，进入超导状态，利用此种特性制造的输电电缆，几乎可实现无损输电。冷却系统是实现超导的关键，常见的液氮循环系统多利用低温液氮泵或低温风机，为系统循环提供动力。但低温液氮泵及低温风机普遍存在着一下缺点：采购、维修保养成本高，安装调试复杂，对系统内杂质的容忍性不高等缺点，使用及设计条件常常受限：

1、成熟可靠的低温液氮泵、低温风机采购成本较高，维修保养比较复杂，人力、财力投入较大。

2、低温液氮泵、低温风机的安装调试较为复杂，绝热设计常常需要外加如冷箱等设备。

3、低温液氮泵、低温风机对系统管道内杂质容忍度较低，且旋转轴处动密封较为复杂，可靠性较差，使用场景常常受限。

因此，无需动设备输送流体的液氮循环系统，如使用压缩气源替代低温液氮泵，能够规避低温液氮泵或低温风机的采购维护成本与使用缺陷，节约运行能耗与液氮损耗，符合市场及科研的急迫需求。

实用新型内容

本实用新型的目的是解决现有低温液氮泵及低温风机的不足，提供一种利用压缩气源，提供液氮循环动力的液氮循环系统。

包括如下内容：一种气源动力过冷液氮循环系统，所述的气源动力过冷液氮循环系统包括：热负荷、液氮杜瓦、制冷机、储液杜瓦、回液杜瓦、压缩氮气气源以及配套管路及阀门；

所述液氮杜瓦出口与所述热负荷相连接，进口连接所述制冷机；在所述热负荷与制冷机之间，依次连接有所述储液杜瓦、回液杜瓦两个杜瓦，由此形成一个完整的液氮循环回路；

所述储液杜瓦、回液杜瓦顶部气相与所述液氮杜瓦顶部气相通过管路连接，所述回液杜瓦顶部气相连接有压缩氮气气源。

优选地，所述的气源动力过冷液氮循环系统的液氮杜瓦架高放置，所述储液杜瓦、回液杜瓦放置于地面，所述热负荷设置于所述液氮杜瓦与所述储液杜瓦之间，利用高度差提供液氮自液氮杜瓦流经热负荷至储液杜瓦流动的动力。

优选地，所述的气源动力过冷液氮循环系统的储液杜瓦、回液杜瓦置于同一水平面，其底部有管道连通。

优选地，所述的气源动力过冷液氮循环系统的储液杜瓦、回液杜瓦顶部气体空间均与所述液氮杜瓦顶部气体空间连通。

优选地，所述的气源动力过冷液氮循环系统的液氮杜瓦安装有压力传感器与自动排气阀门。

优选地，所述的气源动力过冷液氮循环系统的配套管路及阀门均采用绝热设备。