一种耐冲击耐烧蚀的超导能源管道.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110021460A(43)申请公布日2019.07.16(21)申请号201910354666.XF16L59/065(2006.01)(22)申请日2019.04.29F16L59/02(2006.01)(71)申请人中国科学院电工研究所地址100190北京市海淀区中关村北二条6号(72)发明人邱清泉张国民陈建辉高智远靖立伟宋乃浩滕玉平张健霖肖立业(74)专利代理机构北京科迪生专利代理有限责任公司11251代理人关玲(51)Int.Cl.H01B12/16(2006.01)F16L9/19(2006.01)F16L53/70(2018.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称一种耐冲击耐烧蚀的超导能源管道(57)摘要一种耐冲击耐烧蚀的超导能源管道，其低温燃料管道(1)在冷却工质管道(2)上部，超导电缆(4)在冷却工质管道(2)下部，中间采用电弧阻挡隔板(3)隔开。冷却工质管道(2)同轴放置在绝热管道(5)中。低温燃料管道(1)由金属管道(9)和置于金属管道(9)内部的低温液体燃料(8)组成。冷却工质管道(2)由金属管道(11)和置于金属管道(11)内部的液体冷却工质(10)组成。电弧阻挡隔板(3)由上下布置的不锈钢板(12)和耐电弧烧蚀材料(13)组成。超导电缆(4)由从内到外依次同轴嵌套的铜骨架(14)、超导通电导体(15)和低温绝缘体(16)组成。绝热管道(5)由带真空夹层的杜瓦管道(7)和绝热填充物(6)组成。CN110021460ACN110021460A权利要求书1/1页1.一种耐冲击耐烧蚀的超导能源管道，其特征在于：所述的超导能源管道由低温燃料管道(1)、冷却工质管道(2)、电弧阻挡隔板(3)、超导电缆(4)和绝热管道(5)构成；低温燃料管道(1)、电弧阻挡隔板(3)和超导电缆(4)放置在冷却工质管道(2)中，低温燃料管道(1)在冷却工质管道(2)上部，超导电缆(4)在冷却工质管道(2)下部，低温燃料管道(1)和超导电缆(4)之间采用电弧阻挡隔板(3)隔开；冷却工质管道(2)同轴放置在绝热管道(5)中；低温燃料管道(1)由金属管道(9)和置于金属管道(9)内部的低温液体燃料(8)组成；冷却工质管道(2)由金属管道(11)和置于金属管道(11)内部的冷却工质(10)组成；电弧阻挡隔板(3)由不锈钢板(12)和置于不锈钢板(12)下方的耐电弧烧蚀材料(13)组成；超导电缆(4)由铜骨架(14)、超导通电导体(15)和低温绝缘体(16)从内到外依次同轴嵌套布置；绝热管道(5)采用带真空夹层的杜瓦管道(7)，并在真空夹层内部包覆多层绝热材料(6)，或在冷却工质管道(2)外部直接包覆PIR绝热材料，或者采用聚氨酯材料发泡密封。2.根据权利要求1所述的超导能源管道，其特征在于：所述的低温燃料管道(1)通过液体冷却工质(10)冷却超导电缆(4)。3.根据权利要求1所述的超导能源管道，其特征在于：所述的电弧阻挡隔板(3)采用平面板材或梯形板材或弧形板材制作，板材两侧开孔以保证冷却工质(10)流通；耐电弧烧蚀材料(13)由聚四氟乙烯、聚酰亚胺或铜钨合金制作；所述的铜骨架(14)为编织软铜线或铜管；低温液体燃料(8)为液氢或液化天然气；当低温液体燃料(8)为液氢时，冷却工质(10)为冷氦气或液氖，当低温液体燃料(8)为液化天然气时，冷却工质(10)为冷氮气或加压液氮或液化四氟化碳或液氮和液化四氟化碳的混合物。2CN110021460A说明书1/4页一种耐冲击耐烧蚀的超导能源管道技术领域[0001]本发明涉及一种应用于能源互联网领域的超导能源管道。背景技术[0002]我国资源和用户分布不匹配，燃料与电能均需长距离输送，随着可再生能源的规模化开发和利用，这种不匹配的格局进一步加剧，全国互联电网将在新一代电力系统中发挥更加重要的作用。跨区域互联电网通过采用更加灵活优化的运行方式，在全国范围内实现电力供需动态平衡，将有力促进高比例新能源消纳利用。尽管特高压输电技术在大容量、远距离输送方面与传统高压输电方式相比有较大的优势，但仍需占用大量的输电走廊。高温超导电缆利用超导体的零电阻高密度载流能力，可以在更低的电压等级上实现比特高压更大的输电容量。然而，为了推动超导输电电缆的规模化应用，也需要发展大冷量、长寿命且高可靠性的低温循环冷却系统。近年来，随着氢气和天然气资源的大规模开发利用，资源气体的液化集输技术也变得尤为重要。以液体形式输送清洁燃料具有能量密度高、单位容积输送量大等优点，如氢气、LNG、乙烯等，但同样需要制冷和绝热环境。而若将二者相结合，共用制冷系统和绝热管道，以低温燃料冷却超导电缆，同时低温燃料自身也实现远距离液化输送，间隔配置低温制冷机补