МАИ
Образование
Наука Жизнь
Разное

Система криообеспечения ВТСП устройств

Авторским коллективом НИЦ НТ МАИ и кафедрой 310 МАИ впервые в мире разработана и внедрена уникальная автономная высокоэффективная азотная система криообеспечения с использованием турбомашин для силовых высокотемпературных сверхпроводящих систем большой мощности (кабелей, токоограничителей, трансформаторов, транспортных систем и т.п.). Система позволяет создавать новые экологически безопасные устройства, использующие явление высокотемпературной сверхпроводимости.

Система криообеспечения основана на использовании впервые криорефрижераторов с неоновым контуром и высокоресурсных турбомашин, крионасосов с использованием сверхпроводящих материалов и «активной» системы криостатирования, и имеет следующие преимущества:

  • обеспечивает работу как протяжённых силовых сверхпроводящих кабелей мощностью до 140 МВА без ограничения длины, так и локальных устройств;
  • ресурс системы не менее 30 000 часов без регламентных работ при рабочем давлении до 20 бар в криостатах и оптимальных параметрах жидкого азота: температура от 65 до 75 К, массовый расход от 0.1 до 2 кг/с;
  • криорефрижератор имеет холодопроизводительность до 8 кВт (в 1.6 раза выше существующих) при температуре 65 К, высокий коэффициент полезного действия (в 1.5 раза выше применяемых в мире), минимальные массу и габариты при отсутствии водяной системы охлаждения, что обеспечивает его автономную работу;
  • созданные криогенные насосы с ВТСП электроприводами имеют более высокий КПД и улучшенные в 1.5…2 раза массогабаритные характеристики по сравнению с традиционными при тех же режимах охлаждения;
  • отработана технология изготовления протяжённых гибких криостатов;

В состав системы входят следующие основные блоки: криорефрижератор, использующий в качестве рабочей среды газообразный неон; крионасос с ВТСП электроприводом; элементы «активной» системы криостатирования; теплообменный аппарат; протяжённые криостаты.

При разработке системы впервые были созданы:

  • криорефрижератор на базе радиальных турбомашин и газообразного неона в качестве рабочего тела;
  • погружной крионасос с ВТСП электроприводом,
  • «активная» система криостатирования.

Система криообеспечения имеет следующие параметры контура криостатирования:

  • холодопроизводительность криорефрижератора до 8 кВт при температуре 65 К;
  • давление подачи на входе в криостаты до 16 бар;
  • массовый расход жидкого азота от 0.1 до 2 кг/с;
  • температура жидкого азота в контуре от 65 до 75 К;
  • объём жидкого азота в расходной ёмкости 1 м3;
  • запас жидкого азота в ёмкости хранения – 6 м3;
  • потребляемая электрическая мощность трёхфазного напряжения промышленной частоты 380 В до 100 кВт;
  • ресурс непрерывной работы стенда до 30 000 часов.

Контакты

Фирсов Валерий Петрович
+7 499 158-48-93, +7 499 158-92-06
+7 499 158-26-71 факс
cryogen204@mail.ru