[发明专利]用于高温超导电缆的高真空多层柔性绝热管及制造方法

说明书

用于高温超导电缆的高真空多层柔性绝热管及制造方法，包括外管、内管、接口法兰，其特征在于：所述柔性绝热管中还包括：真空夹层(1)，位于所述内管和外管之间；多层绝热材料(2)，位于所述真空夹层内贴近所述内管外壁的一侧，用于绝热；所述内管外壁上具有凸起物(3)，以减少所述多层绝热材料与所述内管外壁的接触面积。本发明中的绝热管绝热材料与内管外壁的接触面积小，抽空效率高，隔热性能好，且本发明方法能对不同绝热管的漏热量数据进行准确地计算与模拟，为绝热管的设计和绝热管性能的验证提供有力保障。

技术领域

本发明涉及超导电缆领域，更具体地，涉及一种用于高温超导电缆的高真空多层柔性绝热管及制造方法。

背景技术

超导技术在电力系统中的应用多种多样，也是近年来超导应用研究的主要方向之一。与电力电缆相比，超导电缆具有很大的优越性，例如：输电能力较强，成本节约、占用空间小、线路阻抗极低、输电损耗小、抗磁干扰能力强；允许采用相对较低的电压进行长距离输电，也可以地下输电从而避免超高压高空输电所带来的噪声、电磁污染和安全隐患，保护生态环境。

作为高温超导电缆中的重要部件，柔性绝热管能够确保其内部的超导带材长期处于固定的环境温度内，而不会因为漏热或热传递导致超导带材的传输性能受到影响。然而，现有技术中尚未提供一种能够针对绝热管的绝热性能和超导电缆的设计要求而精确合理的绝热管设计方案。

因此，亟需一种用于高温超导电缆的高真空多层柔性绝热管及制造方法。

发明内容

为解决现有技术中存在的不足，本发明的目的在于，提供一种用于高温超导电缆的高真空多层柔性绝热管及制造方法，该绝热管的内管外壁上具有凸起物，能够减少绝热材料与内管外壁的接触面积，从而提高真空夹层的抽空效率。另外，本发明的制造方法，通过对绝热管的漏热量进行计算从而准确预估绝热管的漏热，并获得最优的绝热管设计方案。

本发明采用如下的技术方案。

本发明第一方面，涉及一种用于高温超导电缆的高真空多层柔性绝热管，包括外管、内管、接口法兰，其中，柔性绝热管中还包括：真空夹层1，位于内管和外管之间；多层绝热材料2，位于真空夹层内贴近内管外壁的一侧，用于绝热；内管外壁上具有凸起物3，以减少多层绝热材料与内管外壁的接触面积。

优选地，内管外壁上的凸起物的高度位于3至5mm之间，用于减少多层绝热材料与内管外壁的接触面积，以提高真空夹层的抽空效率。

优选地，内管外壁上的凸起物等间隔地分布于内管外壁上。

优选地，多层绝热材料中包括多层绝热单元；其中，每层绝热单元中还至少包括反射屏材料与隔热材料，隔热材料为玻纤纸或化纤纸。

优选地，柔性绝热管真空夹层内还包括位于管中间位置的支承件4，位于管一端的除氢剂5，以及位于管另一端的低温吸附剂6；支承件4为绝热材料外螺旋缠绕的聚四氟乙烯管或带孔聚四氟乙烯环。

本发明第二方面，涉及一种如本发明第一方面中用于高温超导电缆的高真空多层柔性绝热管的用于高温超导电缆的高真空多层柔性绝热管的制造方法，其中包括以下步骤：步骤1，基于波纹管内液氮流动仿真试验、超导电缆设计指标获取用于高温超导电缆的柔性绝热管的尺寸参数；步骤2，将预先设计的多层绝热材料置于量热器中以获取多层绝热材料的漏热量，并仿真获取支承件的导热量；步骤3，基于绝热管的绝热需求，对绝热管的内部结构进行设计，并基于漏热运算对绝热管内部结构的设计进行评价。

优选地，基于步骤1获得的柔性绝热管的尺寸参数至少包括：绝热管内管直径、外管直径。

优选地，步骤2中还包括：将预先设计的多层绝热材料置于量热器的测量筒和绝热被外侧的真空腔内；向保护筒中注入冷却剂以使量热器的温度等同于高温超导电缆；将量热器中的测量筒与流量计连接，对不同型号的预先设计的多层绝热材料的漏热量进行测量，以选取最优型号。