超导电缆液氮减压制冷研究

制冷系统是实现高温超导电缆运行的最基本保障,制冷系统传热效率直接关系到超导电缆运行的稳定性和经济性,随着高温超导技术的不断进步,超导临界温度已升至液氮温区,液氮具有自然资源丰富、成本低廉等特点,使高温超导电缆工业化应用成为可能,液氮减压制冷技术已经成为高温超导技术的重要研究方向。本文介绍了超导电缆制冷系统,包括制冷机直接制冷方式和液氮减压过冷方式的工作结构,对液氮减压制冷方式进行计算分析和成本核算,探讨了液氮减压制冷在超导电缆低温传热研究中尚需解决的关键问题。

液氮减压制冷系统中干式过冷器换热特性分析

本文针对干式过冷器换热特性问题,选择合适的经验关系式对过冷器性能进行预测,探究了管径对换热性能的影响规律,并对杜瓦内过冷液氮的自然对流换热进行数值仿真分析,进而研究了变工况下制冷系统工作特性。结果表明,管径减小时管内沸腾换热系数显著增大而管外自然对流换热系数增长幅度较小,过冷器的主要热阻在管外自然对流侧,杜瓦内过冷液氮温度主要在竖直方向和径向上变化,热源壁面附近较大的温度梯度表明热源与液氮间热阻较大,变工况工作时温度指标与系统热负荷及过冷器壁温均近似呈现线性正相关关系。