[发明专利]一种带有流体振荡结构强化冷却的超导电缆

说明书

本发明公开了一种带有流体振荡结构强化冷却的超导电缆，涉及特种电缆技术领域，包括支撑层，支撑层内部设有冷却工质通道，冷却工质通道内部通过连接柱固定设有流体振荡结构，流体振荡结构的中心线与支撑层的中心线重合，冷却工质通道的内部设有流体振荡结构反馈通道，支撑层的外部设有超导体层，超导体层外部设有电绝缘层，电绝缘层的外部设有屏蔽层，屏蔽层的外部设有真空绝热层内壁，真空绝热层内壁的外部设有真空绝热层外壁，真空绝热层内壁与真空绝热层外壁之间形成真空层，真空绝热层外壁的外部设有保护层。本发明将流体振荡结构与高温超导电缆结合，能够显著提升超导电缆冷却效果。

技术领域

本发明涉及特种电缆技术领域，具体为一种带有流体振荡结构强化冷却的超导电缆。

背景技术

高温超导电缆采用无阻和具有高电流密度的超导材料作为导体，与传统电缆相比，高温超导电缆具有体积小、重量轻、传输容量大、电流密度高、线路损耗小等优点，在电力系统中使用高温超导电缆可以提高系统的总效率，带来可观的效益。

高温超导电缆必须在超导材料临界温度以下才能正常工作，因此超导电缆中必须设计有冷却系统带走由于损耗和系统漏热带来的热负荷，避免超导电缆失超。

目前，高温超导电缆大多采用液氮循环强迫对流的冷却方式，以典型的单液氮通道冷却的高温超导电缆为例，液氮流入超导电缆支撑层内部空腔后，利用液氮将高温超导电缆产生的热量带入制冷机，经过冷却过冷后再送到高温超导电缆中，形成液氮在闭合回路中的循环过程。

对于高温超导电缆，仅仅依靠液氮强迫对流所带来的冷却效果是有限的，无法显著提升高温超导电缆的冷却效果，影响超导电缆的实际使用效率，所以这里设计了一种带有流体震荡结构强化冷却的超导电缆，以便于解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种带有流体振荡结构强化冷却的超导电缆，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种带有流体振荡结构强化冷却的超导电缆，包括支撑层，支撑层内部设有冷却工质通道，冷却工质通道内部通过连接柱固定设有流体振荡结构，流体振荡结构的中心线与支撑层的中心线重合。

冷却工质通道的内部设有流体振荡结构反馈通道。

支撑层的外部设有超导体层，超导体层外部设有电绝缘层，电绝缘层的外部设有屏蔽层，屏蔽层的外部设有真空绝热层内壁，真空绝热层内壁的外部设有真空绝热层外壁，真空绝热层内壁与真空绝热层外壁之间形成真空层，真空绝热层外壁的外部设有保护层。

在进一步的实施例中，流体振荡结构反馈通道内部设有流体振荡结构腔体，流体振荡结构反馈通道的一端为流体振荡结构入口，流体振荡结构反馈通道的一端为流体振荡结构出口。

在进一步的实施例中，流体振荡结构入口与流体振荡结构出口的长分别为a₁、a₂，流体振荡结构入口与流体振荡结构出口的宽为b，流体振荡结构入口与流体振荡结构出口的轴向间距为L₁，流体振荡结构的壁厚为δ，与支撑层的内径d₀满足：

0.15d₀≤a₁≤0.25d₀；

0.25d₀≤a₂≤0.35d₀；

0.15d₀≤b≤0.25d₀；

d₀≤L₁≤1.5d₀；

0.005d₀≤δ≤0.015d₀；

且流体振荡结构出口的扩张角度在80°-100°。