[发明专利]一种具有高散热效率的超导导体支架

说明书

本发明涉及一种具有高散热效率的超导导体支架，包括总体支撑架和层间支撑体，所述总体支撑架包括若干层由金属材料制成的具有一定厚度的圆筒壁，在每一层圆筒壁上均开设有圆周对称的超导导体通道；总体支撑架的中心中空处为中心冷却通道；所述层间支撑体由金属材料制成，位于相邻的两层圆筒壁之间，用于支撑圆筒壁，使相邻的两层圆筒壁之间留有一定的空间，总体支撑架的相邻的两层圆筒壁与层间支撑体形成若干个层间冷却通道。本发明将超导导体支架做成扭绞式的架构，层与层之间均留有液氮通道，可以大大提高扭绞超导导体的换热效率，并且可减小超导导体周围垂直场对超导导体性能的影响。

技术领域

本发明涉及一种新型超导电缆支架，特别是涉及一种具有高散热效率的超导导体支架。

背景技术

高温超导电缆相对于常规电缆，具有载流能力高、传输损耗小等优势，在大规模电力传输方面，具有发展潜力。传输容量大、载流能力高的超导电缆具有良好的应用前景。

由于单根导体载流能力有限，应用多根导体扭绞结构能提高电流密度。因此，使用多根导体扭绞结构构建超导电缆通电导体成为重要的发展趋势。但常规超导导体支架一般只是在支架中心留有一个液氮通道，外层超导导体距离液氮通道距离相对较远，存在冷却速度慢、效率低，电缆发热时无法及时散热的问题；如果将超导导体支架做成扭绞式的架构，层与层之间均留有液氮通道，便可以大大提高扭绞超导导体的换热效率。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种可提高超导导体换热效率的扭绞式具有高散热效率的新型超导导体结构，支架内导体通道可放置的超导导体包含但不限于超导带、超导电缆，可以是任何超导通电导体。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：

一种具有高散热效率的超导导体支架，包括总体支撑架4和层间支撑体2，所述总体支撑架4包括若干层由金属材料制成的具有一定厚度的圆筒壁，在每一层圆筒壁上均开设有沿圆周对称的超导导体通道3；总体支撑架4的中心中空处为中心冷却通道5；所述层间支撑体2由金属材料制成，位于相邻的两层圆筒壁之间，用于支撑圆筒壁，使相邻的两层圆筒壁之间留有一定的空间，总体支撑架4的相邻的两层圆筒壁与层间支撑体2形成若干个层间冷却通道6。

所述总体支撑架4的材料包括但不限于铜或铝。

所述圆筒壁的层数大于等于2层。

每层圆筒壁上开设的超导导体通道3的数目大于等于三个。

每层圆筒壁上的超导导体通道3均有0-90度的扭绞角度，同一层圆筒壁上的超导导体通道3的扭绞方向和扭绞角度相同，且相邻两层圆筒壁上的超导导体通道3的扭绞方式为反方向对称。

所述层间支撑体2的材料包括但不限于铜或铝。

所述具有高散热效率的超导导体支架还包括绝缘层7，绝缘层7采用低温下具有良好绝缘性能且机械性能良好的绝缘纸绕制而成，绝缘层7绕置于总体支撑架4的外壁上。所述绝缘纸包含但不限于PPLP绝缘纸。

所述具有高散热效率的超导导体支架还包括屏蔽层8，屏蔽层8绕置于绝缘层7的外壁上，单端或者两端接地，形成“法拉第笼”，屏蔽超导导体对外的电场。所述屏蔽层8的材料包括但不限于铜或超导材料。

所述具有高散热效率的超导导体支架还包括保护外壳9，保护外壳9封装在所述超导导体支架的最外层，所述保护外壳9的材料包括但不限于铜或铝。