[发明专利]一种制冷装置

权利要求书

1.一种制冷装置，应用于超导电缆的冷却，其特征在于，至少包括制冷主模块；所述制冷主模块包括制冷机组、氮再液化器、过冷液氮杜瓦以及循环液氮换热器，所述过冷液氮杜瓦上设置有液氮出口和液氮进口；所述过冷液氮杜瓦中存放有过冷液氮，所述循环液氮换热器设置于所述过冷液氮杜瓦中的过冷液氮中；所述氮再液化器设置于所述过冷液氮杜瓦的上方，并与所述过冷液氮杜瓦连通；所述制冷机组设置于所述氮再液化器的上方；

所述循环液氮换热器一端与所述液氮出口通过管道连通，另一端与所述液氮进口通过管道连通，液氮从所述液氮出口流出经过超导电缆的液氮通道为超导电缆冷却后通过所述液氮进口回流至所述制冷主模块，形成制冷装置的液氮循环；

所述循环液氮换热器用于将回流至所述循环液氮换热器中的循环液氮与所述过冷液氮杜瓦中的过冷液氮进行换热，以对回流至所述循环液氮换热器中的循环液氮进行冷却，冷却后的循环液氮从所述液氮出口流出至超导电缆；

所述过冷液氮杜瓦中的部分过冷液氮进行换热后蒸发进入所述氮再液化器中；所述制冷机组用于对进入所述氮再液化器中气体进行冷凝得到冷却液氮，冷凝得到的冷却液氮在重力作用回流至所述过冷液氮杜瓦中；

所述制冷装置还包括制冷备用模块，所述制冷备用模块用于当所述制冷机组出现故障无法提供相应冷量时，通过抽走所述过冷液氮杜瓦中的氮气，降低所述过冷液氮杜瓦中的压力，维持所述过冷液氮杜瓦中的过冷液氮在目标温度范围；

所述制冷备用模块包括真空泵、缓冲罐、调节阀、空浴式汽化器；所述真空泵一端、缓冲罐、调节阀、空浴式汽化器一端通过管道依次连接；

所述过冷液氮杜瓦的侧壁上设置有第三通孔；

所述空浴式汽化器的另一端通过管道与所述第三通孔连通；所述真空泵用于提供抽空动力，所述缓冲罐和调节阀用于将抽空压力稳定在目标范围内，所述空浴式汽化器用于将低温氮气加热至室温；

所述制冷装置还包括测控模块和第一传感器模块；所述测控模块分别与所述第一传感器模块、所述制冷机组以及所述制冷备用模块电连接；

所述第一传感器模块用于实时检测所述过冷液氮杜瓦中的液氮状态参数，并将运行状态参数发送给所述测控模块；

所述测控模块用于响应于接收到所述过冷液氮杜瓦中的液氮状态参数，根据所述过冷液氮杜瓦中的液氮状态参数判断所述制冷机组是否故障，若所述制冷机组故障，则生成第一控制指令和第二控制指令，将所述第一控制指令发送至所述制冷机组，并将所述第二控制指令发送至所述制冷备用模块；

所述制冷机组还用于响应于接收到所述第一控制指令，进行停机；

所述制冷备用模块还用于响应于接收到所述第二控制指令，进行启动，通过抽走所述过冷液氮杜瓦中的氮气，降低所述过冷液氮杜瓦中的压力，维持所述过冷液氮杜瓦中的过冷液氮在目标温度范围。

2.根据权利要求1所述的制冷装置，其特征在于，所述过冷液氮杜瓦的顶部设置有第一通孔和第二通孔，所述第一通孔远离所述循环液氮换热器设置，所述第二通孔靠近所述循环液氮换热器设置；所述氮再液化器的底部设置有液氮回流通孔，右侧壁上设置有氮气进孔；所述液氮回流通孔与所述第一通孔连通，且所述液氮回流通孔与所述第一通孔上下对应布置；所述氮气进孔与所述第二通孔通过管道连通。

3.根据权利要求2所述的制冷装置，其特征在于，所述液氮回流通孔与所述第一通孔均为圆形孔，且两者孔径相同；所述氮气进孔与所述第二通孔均为圆形孔，且两者孔径相同；所述第二通孔的孔径小于所述第一通孔的孔径。

4.根据权利要求2所述的制冷装置，其特征在于，所述循环液氮换热器包括第一换热器和第二换热器；所述第一换热器一端与所述液氮进口连接，另一端与所述第二换热器一端连接；所述第二换热器另一端与所述液氮出口连接。

5.根据权利要求1所述的制冷装置，其特征在于，所述第一传感器模块包括温度传感器、液位传感器和第一压力传感器；所述温度传感器用于实时检测所述过冷液氮杜瓦中的液氮温度参数；所述液位传感器用于实时检测所述过冷液氮杜瓦中的液氮液位参数；所述第一压力传感器用于实时检测所述过冷液氮杜瓦中的液氮压力参数；所述过冷液氮杜瓦中的液氮状态参数包括所述液氮温度参数、液氮液位参数和液氮压力参数。