提供液氮、液氦或其他液化气体。然而，在运行过程中，这些超导部件几乎不将热量引入该冷却剂中；因此，这些超导部件特别适合于通过冷却回路中循环的过冷却的液体来冷却。
[0018]示例:
[0019]在用于冷却耗能器(例如超导线缆)的冷却回路中，使用了以8至10巴的压力在冷却回路中循环的液氮作为冷却剂。被安排在该冷却回路中的过冷却器致使氮到达_206°C的温度。在穿过该耗能器和栗之后，氮在该过冷却器的入口处处于-200°C的温度下。从液氮中去除了对应于该温度差的热量是在于该过冷却器的冷却液浴中的压力通过真空栗达到例如0.15和0.2巴之间的值。该冷却回路中的压力对应于该存储容器的贮槽处的压力，从而根据本发明的存储容器可以被用作均衡器皿。
【附图说明】
[0020]在附图的示意图示中展示出了本发明的多个示例性实施例，在附图中:
[0021]图1示出了根据本发明以第一实施例的装置的线路图，
[0022]图2示出了根据本发明以第二实施例的装置的线路图，
[0023]图3示出了根据本发明以第三实施例的装置的线路图。
【具体实施方式】
[0024]在下文中，所示出的实施例中具有相同效果的部分在各自情况下具有相同的参考号。
[0025]图1中示出的装置1包括用于对诸如超导线缆或超导磁体的耗能器(在此未示出)进行冷却的冷却回路2。冷却回路2包括用于给该耗能器供应液体冷却剂、特别是低温冷却剂(诸如液氮、LNG或液化稀有气体)的前流管线3以及用于从该耗能器除去液体冷却剂的回流管线4。前流管线3和回流管线4彼此流体地相连接，并且栗5输送冷却回路2内的液体冷却剂。
[0026]过冷却器6被安排在该前流管线中在栗5的下游。过冷却器6包括压力容器7，在该压力容器中容纳了冷却液浴8。给送穿过压力容器7的前流管线3与热交换器(例如冷却盘管9) 一起进入冷却液浴8。为了将新鲜液体冷却剂供应至冷却液浴8，与存储罐11 (例如直立罐)的贮槽相连接的供应管线12开放通向压力容器7。在这种情况下存储罐11中的压力通过罐压力控制单元、例如使用空气气化器13而被保持在一个预定值。在供应管线12中安排了膨胀阀14，通过该膨胀阀可以设定膨胀阀14下游供应管线12中的最大压力。在压力容器7内的上部区域(其在装置1的适当使用过程中填充有气态冷却剂)中，开设有气体去除管线15，真空栗16被任选地整合到该气体去除管线中。冷却管路2和与存储罐11流体连接的这些配件并不是彼此流体性地独立的而是彼此通过连接管线17而相联接的，该连接管线在该膨胀阀上游的分支点18与栗5上游的分支点19之间产生供应管线12与冷却回路2之间的流动连接。
[0027]当装置1运行时，液体冷却剂流动穿过冷却回路2。冷却回路2中的压力基本上对应于存储罐11底部的压力并且因此所具有的沸腾温度高于存储罐11的液体表面处的冷却剂的沸腾温度。处于过冷状态的冷却剂通过前流管线3给送至耗能器，并且通过与该耗能器、和/或与通向或形成该耗能器的多个管段热接触而被加热的冷却剂仍然处于液体状态并且优选是仍然以过冷状态经由回流管线4流动离开该耗能器并且通过栗5被给送回到前流管线3中。
[0028]为了确保该冷却剂在整个冷却回路2中处于液体状态，前流管线3中的冷却剂被过冷却器6冷却到低于其沸腾温度的一个预定温度，例如5K到10K。该“预定温度”被选定成使得冷却回路2中输入的总热量不足以(或至多刚好足以)将该过冷冷却剂加热到其沸腾温度。为此，使得冷却液浴8中的冷却剂处于比冷却回路2中的冷却剂更低的温度，从而使得压力容器7中主导压力下的沸腾温度低于前流管线3中的冷却剂的预定温度。在膨胀阀14处设定所要求的压力，如果必要的话，该压力还可以是使用真空栗16降低至低于1巴的压力。通过气体去除管线15除去的气体被释放至大气或被供应至其他用途。在本发明的范围内还可想到的是，压力容器7内的压力是根据前流管线3中的冷却剂的测量温度来加以控制的。
[0029]在冷却回路2运行过程中产生压力波动的情况下均衡体积是必要的。在装置1的情况下，存储罐11用作这一均衡体积，因为冷却剂可以通过开放来在装置1的运行过程中双向流动的连接管线19而在冷却回路2与存储罐11之间自由流动。增压气化器13提供存储罐11中可能要求的任何压力增大。因此，装置1不要求单独指配给冷却回路2的均衡器皿。由于供应管线12中的分支点18被安排在膨胀阀14的上游，并且膨胀阀14控制到预定极限压力，所以冷却回路2中产生的压力波动不会导致对容器7内的压力比产生显著影响。
[0030]图2中示出的装置20与装置1的不同之处仅在于一个额外的过冷却器21，该过冷却器在供应管线12中被安排在膨胀阀14的上游。过冷却器21具有被容纳在冷却液浴23中的热交换器22。冷却液浴23也是从存储罐11供应的，然而不同之处在于膨胀阀24确保了冷却液浴23中的压力低于管线12中的压力，并且因此冷却液浴23中的温度低于流动穿过热交换器22的冷却剂的温度。使流动穿过供应管线12的冷却剂过冷却防止了到达膨胀阀14的冷却剂的绝大部分已经处于气化状态，而已经处于气化状态冷的却剂将危害膨胀阀14的功能性并且影响过冷却器6的性能。
[0031]在图3中示出的装置25中，在供应管线12中，分相器26被定位在膨胀阀14的上游，并且另一个膨胀阀27被定位在该分相器的上游。该分相器包括一个器皿28，在该器皿中分相器26上游通过液体冷却剂的气化产生的和/或从冷却回路2经由连接管线19导入的气态冷却剂以气相29收集在分相器26中，而已经保持在液体状态的冷却剂在分相器26中形成液相30。液相30经由供应管线12在分相器26下游的部段与过冷却器6流体连接，而可以经由与气相29流体连接的排气口 31从气相29去除气体。分相器26以与装置20中的第二过冷却器21相类似的方式确保了在供应管线12中在膨胀阀14的直接上游处不存在或仅存在少量的气态冷却剂，因此避免了对膨胀阀14的功能破坏；同时，可以使用该分相器来对给送至过冷却器6的冷却剂进行预冷却，因为在运行过程中气相29被保持在比存储罐11的底部的压力更低的压力下。
[0032]参考符号列表
[0033]1.装置
[0034]2.冷却回路
[0035]3.前流管线
[0036]4.回流管线
[0037]5.栗
[0038]6.过冷却器
[0039]7.压力容器
[0040]8.冷却液浴
[0041]9.冷却盘管
[0042]10.-
[0043]11.存储触
[0044]12.供应管线
[0045]13.空气气化器
[0046]14.膨胀阀
[0047]15.气体去除管线
[0048]16.真空栗
[0049]17.连接管线
[0050]18.分支点
[0051]19.分支点
[0052]20.装置
[0053]21.过冷却器
[0054]22.热交换器
[0055]23.冷却液浴
[0056]24.膨胀阀
[0057]25.装置
[0058]26.分相器
[0059]27.膨胀阀
[0060]28.容器
[0061]29.气相
[0062]30.液相
[0063]31.排气口
【主权项】
1.一种冷却耗能器的装置，该装置具有指配给该耗能器的、用于对一种冷却流体进行循环的一个冷却回路(2)，在该冷却回路中提供了一个栗(5)和一个过冷却器￠)，其中，该过冷却器(6)具有:一个容器(7)，该容器经由装备有一个膨胀阀(14)的一条供应管线(12)而与针对该冷却液体的一个存储罐(11)流体连接并且该容器用于容纳一个冷却液浴(8);一条气体去除管线(15)，该气体去除管线被安排在该容器(7)上以用于排放经蒸发的冷却液体；以及一个热交换器(9)，在该装置(1，20，25)的适当使用过程中该热交换器被浸入该冷却液浴(8)中并且被整合到该冷却回路(2)中， 其特征在于， 在该装置(1，20，35)的适当使用过程中，从该冷却回路(2)中分支出一条开放流动的连接管线(17)，该连接管线被流体连接至该存储罐(11)和/或至通向该过冷却器(6)的冷却液浴⑶的供应管线(12)的膨胀阀(14)的上游。2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，一个第二过冷却器(21)被安排在该供应管线(12)中、在该连接管线(17)的口部(18)与该膨胀阀(14)之间。3.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，一个分相器(26)被提供在该供应管线(12)中、在该膨胀阀(14)的上游。4.如上述权利要求之一所述的装置，其特征在于，该连接管线(17)在该耗能器的下游但在该栗(5)的上游开放通入该冷却回路(2)中。5.如以上权利要求之一所述的装置，其特征在于，该气体去除管线(15)装备有一个真空栗(16)。6.如以上权利要求之一所述的装置，其特征在于，该存储罐(11)装备有一个增压气化器(13)。7.如以上权利要求之一所述的装置，其特征在于，该冷却液浴(8)的温度能够根据该冷却回路(2)中输入的热量来通过一个测量和控制装置加以控制。8.如以上权利要求之一所述的装置，其特征在于，将一个超导部件提供作为该耗能器。
【专利摘要】根据现有技术，诸如过冷液氮的过冷流体介质被泵送穿过子冷却器并且由该子冷却器通过真空下蒸发同一介质来进行冷却。然后过冷液氮被用作耗能器的冷却剂。如果该耗能器仅将少量的热量发散给氮，则可以在该过冷却器所安排于其中的这个回路中引导该液体介质。为了补偿体积的波动，这种回路需要一个补偿器皿，然而，该补偿器皿是非常昂贵的并且此外当使用外部能量来加热介质的一部分时或者当必须使用在非常低的温度下沸腾的惰性气体来作为压力补偿介质时可能仅在存在有过冷介质时才运行。根据本发明提出的是，将用于该液体介质的供应容器整合到该冷却回路中并且用作补偿器皿。其结果是，可以不再使用分开的补偿器皿。
【IPC分类】F25B19/00, F17C7/04
【公开号】CN105324601
【申请号】CN201480034742
【发明人】F·赫尔佐格, 托马斯·库茨
【申请人】梅塞尔集团有限公司
【公开日】2016年2月10日
【申请日】2014年6月18日
【公告号】CA2917035A1, DE102013011212A1, DE102013011212B4, EP3017238A1, WO2015000708A1