用于将从待冷却部件延伸的长形导热结构有效冷却到低温温度的低温流体回路设计的制作方法

文档序号:12286634阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种低温系统,其包括:

用于包含待冷却部件的低温室的壳体,所述待冷却部件具有从所述待冷却部件延伸到更温暖环境的长形导热结构;

所述低温室中的冷源;以及

循环回路,所述循环回路用于在所述冷源和所述低温室中的所述待冷却部件之间循环低温流体,其中,所述循环回路包括:流路导管,所述流路导管用于沿着从所述待冷却部件延伸的所述长形导热结构的长度引导低温流体的输入流;在沿着所述长形导热结构的长度的第一位置处从所述流路导管分支的第一输出流导管,所述第一输出流导管用于引导低温流体的第一输出流返回所述冷源;在第二位置处从所述流路导管延伸的第二输出流导管,所述第二输出流导管用于引导低温流体的第二输出流返回所述冷源;以及联接到所述第一输出流导管和所述第二输出流导管中的至少一个输出流导管的至少一个可调节阀,所述至少一个可调节阀用于调节低温流体的输入流中的变为低温流体的第二输出流的占比。

2.根据权利要求1所述的低温系统,其中,所述至少一个可调节阀包括三通可调节阀,所述三通可调节阀具有:连接到所述第一输出流导管以用于接收低温流体的第一输出流的第一端口;连接到所述第二输出流导管以用于接收低温流体的第二输出流的第二端口;以及用于排出低温流体的组合流的第三端口。

3.根据权利要求2所述的低温系统,其中,所述循环回路包括在所述低温室中的低温泵,并且所述低温系统还包括将所述可调节阀的第三端口连接到所述低温泵的入口的导管,以用于将低温流体的组合流输送到所述低温泵的入口。

4.根据权利要求1所述的低温系统,其中,所述至少一个可调节阀包括在所述第一输出流导管和所述第二输出流导管中的一个输出流导管中的双通可调节阀,所述双通可调节阀用于对通过所述第一输出流导管和所述第二输出流导管中的所述一个输出流导管的低温流体的流动提供可调节的限流。

5.根据权利要求4所述的低温系统,其中,所述双通可调节阀是针阀。

6.根据权利要求1所述的低温系统,其中,所述至少一个可调节阀包括:在所述第一输出流导管中的第一双通可调节阀,所述第一双通可调节阀用于对低温流体的第一输出流的流动提供可调节的限流;以及在所述第二输出流导管中的第二双通可调节阀,所述第二双通可调节阀用于对低温流体的第二输出流的流动提供可调节的限流。

7.根据权利要求6所述的低温系统,其中,所述双通可调节阀是针阀。

8.根据权利要求1或权利要求2或权利要求4或权利要求5或权利要求6或权利要求7所述的低温系统,其中,所述循环回路包括:在所述壳体的外部的气泵;以及联接在所述第一输出流导管和所述气泵之间的逆流热交换器,所述逆流热交换器用于将流出的低温流体通过所述逆流热交换器从所述第一输出流导管引导到所述气泵的入口,并且所述逆流热交换器还联接在所述气泵和所述冷源之间以用于将流出的低温流体从所述气泵的出口引导到所述冷源,并且所述第二输出流导管联接到所述气泵的入口以将低温流体的第二输出流引导到所述气泵的入口。

9.根据权利要求8所述的低温系统,其中,所述第二输出流导管在所述逆流热交换器上的分接头处终止。

10.根据权利要求1至7中任一项所述的低温系统,其还包括用于感测所述长形导热结构的温度的温度传感器。

11.根据权利要求10所述的低温系统,其还包括:机械地联接到所述可调节阀的阀致动器,所述阀致动器用于自动调节所述可调节阀;以及电联接到所述温度传感器并且电联接到所述阀致动器的温度控制器,所述温度控制器用于自动控制所述可调节阀以将感测温度维持在温度设定点。

12.根据权利要求10所述的低温系统,其中,所述温度传感器在所述低温室中位于沿着所述长形导热结构的长度介于所述第二位置和沿着所述长形导热结构更远离所述待冷却部件的位置之间的位置处。

13.一种在低温系统中冷却长形导热结构的方法,所述低温系统包括:包含部件的低温室的壳体,所述长形导热结构从所述部件延伸到更温暖环境;所述低温室中的冷源;以及在所述冷源和所述低温室中的所述部件之间循环低温流体的循环回路,所述方法包括:

沿着从所述部件延伸的所述长形导热结构的长度引导来自所述冷源的低温流体的输入流;以及

沿着所述长形导热结构的长度将低温流体流分流成在沿着所述长形导热结构的长度的第一位置处从所述长形导热结构的长度分支离开的低温流体的第一输出流、以及在沿着所述长形导热结构的长度比所述第一位置更远的第二位置处从所述长形导热结构的长度离开的低温流体的第二输出流;以及

调节可调节阀以调节低温流体的输入流中的变为低温流体的第二输出流的占比。

14.根据权利要求13所述的方法,其还包括感测所述长形导热结构的温度,并且调节所述可调节阀以将感测温度维持在温度设定点。

15.根据权利要求14所述的方法,其中,感测温度是对所述长形导热结构在所述第二位置处的温度的响应。

16.根据权利要求14或15所述的方法,其中,感测温度是沿着所述长形导热结构布置在介于所述第二位置和沿着所述长形导热结构更远离所述部件的位置之间的位置处的温度传感器的温度。

17.根据权利要求14或15所述的方法,其中,所述可调节阀布置在所述低温室中,并且所述低温系统包括在所述低温室的外部的控制旋钮以及将所述控制旋钮机械地连接到所述可调节阀的控制轴,并且手动调节所述控制旋钮以调节所述可调节阀。

18.根据权利要求17所述的方法,其中,所述低温系统包括感测所述长形导热结构的温度的温度传感器,以及用于显示由所述温度传感器感测的温度的显示装置,并且所述方法包括响应于观察由所述温度传感器感测的温度的显示而手动调节所述控制旋钮。

19.根据权利要求14或15所述的方法,其中,所述低温系统还包括:机械地联接到所述可调节阀的阀致动器,所述阀致动器用于自动调节所述可调节阀;以及电联接到所述温度传感器并且电联接到所述阀致动器的温度控制器,所述温度控制器用于自动控制所述可调节阀,并且所述方法包括操作所述温度控制器以将感测温度维持在温度设定点。

20.根据权利要求13至15中任一项所述的方法,其中,所述长形导热结构包括在所述部件和所述壳体的外部环境之间承载电流的电流引线,并且所述电流引线包括从所述部件延伸且包含在所述壳体内的超导体段,并且超导体具有转变温度,低于所述转变温度则所述超导体变为超导,并且所述方法包括调节所述可调节阀以将所述超导体段的最高温度维持在恰好低于所述转变温度。

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