中船八院三相同轴超导电缆低温制冷系统投入使用

龙船小编 · 发表于 2021-10-3 15:52

近日，国内首条自主研制的三相同轴高温超导电缆在深圳投入使用，这也是全球首个应用于超大型城市中心区的超导电缆，有望“一揽子”解决大城市电网建设用地难、电网负荷需求持续增长、城市输配电走廊趋于饱和等诸多问题和挑战。

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超导电缆在绝对低温下（零下200度以下）电能能耗几乎接近为0，能最大限度的保证电缆的电量传输。一条超导电缆的供电量相当于5条普通电缆，而这个“超能力”的获得离不开八院鹏力超低温制冷系统带来的“绝对低温”。

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八院鹏力超低温制冷系统采用28台自主研发的KDE300SZ-GM制冷机（250W@70K）作为冷源，提供超导电缆正常运行所需冷量以及温度环境，从而保证超导电缆稳定运行。该系统主要由过冷液氮冷箱、液氮循环泵箱阀箱、辅助抽空减压系统、液氮供给系统、冷却水系统、供气系统以及自动控制系统等组成。液氮循环泵箱阀箱为超导电缆提供合适流量、合适压力的液氮，而过冷液氮冷箱则是将流过超导电缆后升温的液氮再次冷却至合适的温度，最终实现过冷液氮稳定连续运行。

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9月28日，国内首条10千伏三相同轴高温交流超导电缆在深圳中央商务区建成投运，作为超导电缆并网运行的必要条件，八院鹏力超低温成功研制低温制冷系统，使用全国产化大冷量GM制冷机，保证超导电缆在零下200度的液氮环境下长期维持高可靠运行。该项目的投运也标志着国内首套采用全国产化低温制冷机、液氮循环泵等核心部件的制冷系统正式投入运行，彻底解决了高温超导电缆系统使用的制冷机长期依赖进口的状态，打破了国外技术垄断。

该超导电缆将为深圳地标建筑“平安大厦”供电，因此对于制冷系统的可靠性提出了极高的要求。为了实现这一要求，项目组创新性提出并应用了冷插拔结构的GM制冷机安装结构，使得GM制冷机在线的维护、更换成为可能，实现制冷机的在线“即插即用”，将传统意义上的“N-1”可靠性，提高到了“N-10”，受到了客户的高度赞扬。

该项目历时9个月，历经设计、集成、施工、调试各个阶段，肩负着“打破垄断”的责任，最终顺利完成。