專利名稱：一種免維護(hù)超導(dǎo)體低溫深冷輸電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種輸電裝置。
背景技術(shù)：
在發(fā)電生產(chǎn)中，通常發(fā)電廠發(fā)出的電能為了經(jīng)濟(jì)，減少損失，采用高壓通過輸電電網(wǎng)先輸送到負(fù)載中心，然后再通過降壓，由配電電網(wǎng)分配到用戶。采用的電壓越高，輸送的功率越大，輸送的距離越遠(yuǎn)，在電壓相同時(shí)，輸送功率越小，輸送的距離越遠(yuǎn)。由于輸電導(dǎo)線有電阻、電感、電暈放電的存在，必然將一部分電能轉(zhuǎn)化成熱能而損失掉，導(dǎo)線越長(zhǎng)，線損越多。一般高壓輸配電線的線損電能達(dá)輸送總電能的10％，相當(dāng)于水力、煤碳、石油、天然氣、核原料能源損失20％。怎樣才能減少輸電導(dǎo)線的能量損失，目前只能通過減小輸電線電阻或減小輸電線電流的方式。隨著電力消耗的急劇增長(zhǎng)，發(fā)電廠和發(fā)電機(jī)不斷大容量化，因此大容量超高壓輸電成為電力工業(yè)發(fā)展的難題。當(dāng)輸電電壓超過750KV時(shí)，現(xiàn)有絕緣材料的經(jīng)濟(jì)、技術(shù)指標(biāo)難于滿足要求，而架空線輸電已成為發(fā)電廠擴(kuò)大容量的障礙，所以開發(fā)新型大容量低損耗免維護(hù)超導(dǎo)體低溫深冷輸電裝置，已成為人類社會(huì)的緊迫課題。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提供一種免維護(hù)超導(dǎo)體低溫深冷輸電裝置。該裝置將超導(dǎo)體電力電纜冷卻至該超導(dǎo)材料的臨界轉(zhuǎn)變溫度，產(chǎn)生零電阻率和排斥磁場(chǎng)的能力，即超導(dǎo)體內(nèi)被聲子所誘發(fā)的電子間引力相互作用，即以聲子為媒介而產(chǎn)生的引力克服庫侖排斥力而形成的電子對(duì)-庫柏對(duì)，在充分低溫下形成的電子對(duì)在能量上比單個(gè)電子運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定；所以出現(xiàn)超導(dǎo)電狀態(tài)，在長(zhǎng)距離內(nèi)顯示有序性，熵降低，實(shí)現(xiàn)二次相轉(zhuǎn)變。該裝置利用液氮低溫貯槽對(duì)液氮低溫管提供液態(tài)氮及工作壓力，超導(dǎo)體電力電纜置于液氮低溫管內(nèi)管中，處于低溫深冷工況下即產(chǎn)生零電阻率和排斥磁場(chǎng)的超導(dǎo)狀態(tài)，產(chǎn)生的冷量損耗-氣態(tài)氮經(jīng)排氣閥返回制冷機(jī)液化成液態(tài)氮注入液氮低溫貯槽循環(huán)利用。
本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是由液氮低溫貯槽1、液氮低溫管2、排氣閥3、制冷機(jī)4通過絕熱管道將液氮低溫貯槽出液口與液氮低溫管進(jìn)液口、液氮低溫管出液口與排氣閥進(jìn)液口、排氣閥排氣口與制冷機(jī)進(jìn)氣口、制冷機(jī)出液口與液氮低溫貯槽進(jìn)液口分別連成一體構(gòu)成一種免維護(hù)超導(dǎo)體低溫深冷輸電裝置。
按照上述裝置，將冷卻劑-液態(tài)氮注入全部裝置中，達(dá)到熱平衡，使低溫管內(nèi)超導(dǎo)體電力電纜冷卻至臨界溫度、實(shí)現(xiàn)常導(dǎo)-超導(dǎo)轉(zhuǎn)變，使超導(dǎo)體中電子與點(diǎn)陣之間產(chǎn)生強(qiáng)相互作用，形成電子對(duì)-庫柏對(duì)。電子對(duì)的形成是與金屬中的電子之間存在的吸引作用相聯(lián)系的。作用在物體之間的磁或電的力，可以是交換電磁量子-光子的結(jié)果。金屬中的離子晶體點(diǎn)陣本身形成一相互作用的粒子系統(tǒng)。當(dāng)授予點(diǎn)陣能量時(shí)，它就發(fā)生振動(dòng)，這些振動(dòng)相當(dāng)于一種準(zhǔn)粒子-聲子。在金屬中的電子能夠交換聲子，結(jié)果產(chǎn)生了形成電子對(duì)的吸引力。這些電子，由于都是同號(hào)帶電粒子而相互排斥。在金屬中，排斥力超過聲子吸引力，則不存在超導(dǎo)電性。這種現(xiàn)象在金屬中的所有電子都參與了；因此，為了形成電子對(duì)，微弱的吸引力是足夠的。為了在超導(dǎo)體中授予電子液體以能量，必須打破電子對(duì)。但是，可授予的能量必須大于電子對(duì)的結(jié)合能。被授予的能量的這種限制相當(dāng)于在能譜中出現(xiàn)能隙。能隙的存在導(dǎo)致了由電子對(duì)組成的液體，直到一確定的速度為止，能無損耗地移動(dòng)；電流無阻地流動(dòng)。電子對(duì)的形成是一集體效應(yīng)，與整個(gè)系統(tǒng)的狀態(tài)相聯(lián)系。第II類超導(dǎo)體在較高的磁場(chǎng)下，保持著超導(dǎo)電性是由于位錯(cuò)線在強(qiáng)磁場(chǎng)內(nèi)保持了超導(dǎo)電性；在位錯(cuò)中心，原子離開了它的平衡位置，因而在這個(gè)地方聲子和電子的交互作用和無位錯(cuò)的點(diǎn)陣中不相同，聲子和電子的交互作用是產(chǎn)生超導(dǎo)電性的決定因素。在硬超導(dǎo)體中，對(duì)電流起較大作用的是位錯(cuò)偶極子它是在范性形變過程中，由于螺形位錯(cuò)在晶體內(nèi)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的。
本實(shí)用新型的有益效果是，該裝置有利于輸電設(shè)備的小型化、輕量化、高效化、能抑制大電網(wǎng)的短路電流；解決遠(yuǎn)距離，大容量輸電時(shí)穩(wěn)定性；提高高密度輸電的可靠性。


圖1一種免維護(hù)超導(dǎo)體低溫深冷輸電裝置結(jié)構(gòu)原理圖。
具體實(shí)施方式
在圖1中，低溫液氮貯槽1包括圓筒形外殼、球形頂、球形底、圓筒形內(nèi)膽、球形頂經(jīng)外殼與進(jìn)液口相通、球形底經(jīng)外殼與出液口相通、外殼與內(nèi)膽之間夾層為粉沫絕熱體抽高真空狀態(tài)，低溫液氮管2包括圓筒形外管、圓筒形內(nèi)管一端經(jīng)外管與進(jìn)液口相通、另一端經(jīng)外管與出液口相通、兩端與絕熱樹脂法蘭相連、外管與內(nèi)管之間夾層為多層絕熱體、抽高真空狀態(tài)，排氣閥3為氣液分離式排氣閥，制冷機(jī)4為R.斯特林制冷機(jī)，通過絕熱管道將液氮低溫貯槽出液口與液氮低溫管進(jìn)液口、液氮低溫管出液口與排氣閥進(jìn)液口、排氣閥排氣口與制冷機(jī)進(jìn)氣口、制冷機(jī)出液口與液氮低溫貯槽進(jìn)液口分別連成一體構(gòu)成一種免維護(hù)超導(dǎo)體低溫深冷輸電裝置。其中，將超導(dǎo)體電力電纜鋪設(shè)在低溫液氮管內(nèi)管中，氣態(tài)氮由排氣閥排氣口排出經(jīng)普通管道返回制冷機(jī)進(jìn)氣口。
實(shí)施例1，以1千萬人口城市或工業(yè)區(qū)為例輸送電能，其主要技術(shù)參數(shù)設(shè)計(jì)如下輸電距離60公里(Km)，輸電方式三相交流，輸電頻率50Hz-60Hz，輸電容量5GVA，年輸電量438億度(KW.h/a)，安裝方式地下水平鋪設(shè)，冷卻劑液態(tài)氮，每天補(bǔ)充量600LN2/d，制冷設(shè)備膜組空分制冷機(jī)(R.斯特林制冷機(jī))×4臺(tái)，每天制冷量42.84×104KJ/d，每天耗電量612度(KW.h/d)，液氮工作壓力1MPa，介質(zhì)損耗角正切tahδ≤10-5。
實(shí)施例2，以2千萬人口城市或地區(qū)為例輸送電能，其主要技術(shù)術(shù)參數(shù)設(shè)計(jì)如下輸電距離300公里(Km)，輸電方式直流，輸電容量10GW，年輸電量876億度(KW.h/a)，安裝方式地面橋架水平鋪設(shè)，冷卻劑液態(tài)氮，每天補(bǔ)充量3000LN2/d，制冷設(shè)備PSA空分制冷機(jī)×4臺(tái)(或制氧機(jī))，每天耗電量5840度(KW.h/d)，液氮工作壓力1MPa。
選用的超導(dǎo)體電纜材料為II類金屬氧化物釔鋇銅氧化物體系-Tc92K 化學(xué)組合主要成份鉍鍶鈣銅氧化物體系-Tc110K、85K La-SY-Cu-O鉈鋇鈣銅氧化物體系-Tc125KY-Ba-Cu-OBi-Sr-Ca-Cu-OTi-Ba-Ca-Cu-O
權(quán)利要求1.一種免維護(hù)超導(dǎo)體低溫深冷輸電裝置，由液氮低溫貯槽(1)、液氮低溫管(2)、排氣閥(3)、制冷機(jī)(4)構(gòu)成的一種免維護(hù)超導(dǎo)體低溫深冷輸電裝置，其特征是通過絕熱管道將液氮低溫貯槽出液口與液氮低溫管進(jìn)液口、液氮低溫管出液口與排氣閥進(jìn)液口、排氣閥排氣口與制冷機(jī)進(jìn)氣口、制冷機(jī)出液口與液氮低溫貯槽進(jìn)液口分別連成一體。
專利摘要一種免維護(hù)超導(dǎo)體低溫深冷輸電裝置。由液氮低溫貯槽、液氮低溫管、排氣閥、制冷機(jī)通過絕熱管道將液氮低溫貯槽出液口與液氮低溫管進(jìn)液口、液氮低溫管出液口與排氣閥進(jìn)液口、排氣閥排氣口與制冷機(jī)進(jìn)氣口、制冷機(jī)出液口與液氮低溫貯槽進(jìn)液口分別連成一體構(gòu)成一種免維護(hù)超導(dǎo)體低溫深冷輸電裝置。該裝置有利于輸電設(shè)備的小型化、輕量化、高效化、能抑制大電網(wǎng)的短路電流；解決遠(yuǎn)距離，大容量輸電時(shí)穩(wěn)定性；提高高密度輸電的可靠性。
文檔編號(hào)H02G9/00GK2819575SQ20052002902
公開日2006年9月20日 申請(qǐng)日期2005年8月1日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月1日
發(fā)明者肖英佳 申請(qǐng)人:肖英佳