DE1910634B2

DE1910634B2 - Superconducting power transmission line (cable) and method of making the same

Info

Publication number: DE1910634B2
Application number: DE1910634A
Authority: DE
Inventors: Peter Prof. Dipl.-Ing. Dr.Techn. Graz Klaudy (Oesterreich)
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1968-03-21
Filing date: 1969-02-27
Publication date: 1975-06-05
Also published as: FR2004252A6; DE1910634C3; NL6904416A; GB1246578A; DE1910634A1

Description

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Das Hauptpatent betrifft eine supraleitende Energieübertragungsleitung mit mehreren, die oder den Supraleiter umgebenden, gegeneinander durch schlecht wärmeleitende Abstandshalter abgestützten, hohlzylindrischen Mänteln, zwischen denen sich evakuierte und/oder von verflüssigten Gasen erfüllte Räume befinden, wobei die Mantel in an sich bekannter Weise als biegsame, dehnbare und dichte Wellrohre ausgebildet sind. Nach dem Hauptpatent ist vorgesehen, zur Aufnähme tiefgekühlter Supraleiter und zur Kälteisolation in supraleitenden Kabeln mehrere konzentrische durch Abstandhalter gegeneinander abgestützt angeordnete Wellrohre zu verwenden, die nach Herstellung in den Erzeugungsfirmen als Ganzes auf Trommeln aufgerollt zum Verlegungsort transportiert und am Verlegungsort nach Abrollen von den Trommeln im Gelände verlegt werden.The main patent relates to a superconducting power transmission line with several hollow cylindrical ones that surround the superconductor and are supported against one another by poorly heat-conducting spacers Jackets between which there are evacuated and / or rooms filled with liquefied gases, wherein the jacket is designed in a manner known per se as flexible, expandable and tight corrugated pipes are. According to the main patent, it is intended to accommodate deep-frozen superconductors and for cold insulation in superconducting cables several concentric ones supported against one another by spacers To use corrugated pipes, which are rolled up as a whole on drums after production in the production companies transported to the laying site and laid at the laying site after unrolling from the drums in the area will.

Wenn auch dadurch die Zahl der vorzunehmenden Verbindungen gegenüber anderen bisher bekannten Anordnungen — bei denen die Leiter bzw. die für den Kälteschutz erforderlichen konzentrischen Rohre in nur wenige Meter betragenden Transportlängen zum Verlegungsort transportiert und dort miteinander verbunden werden müssen — vermindert werden kann, so ^fi5 sind noch besonders bei einer größeren Zahl von parallelen supraleitenden Drähten im innersten Wellrohr nach dem Hauptpatent verhältnismäßig viele Verbindungen zwischen den einzelnen Leitern durchzuführen, wasVoßen Arbeitsaufwand und Betriebsunsicherheit bedingt Das äußerste Rohr des aus vier konzentrischen Rohren bestehenden Kabels nach dem Hauptpatent besitzt bei größeren Leistungen (bei denen das innerste Rohr einen entsprechend großen Durchmesser besitzen muß - Größenordnung 100 mm -) so große Abmessungen daß nur Kabel von wenigen 100 Metern Länge auf den Trommela auf denen nur beschränkter Raum zum Aufspulen zur Verfugung steht, transportiert werden können.Even if this means that the number of connections to be made can be reduced compared to other previously known arrangements - in which the conductors or the concentric pipes required for protection against the cold have to be transported to the place of installation in only a few meters and connected to each other there - so ^fi 5 According to the main patent, a relatively large number of connections have to be made between the individual conductors, especially with a larger number of parallel superconducting wires in the innermost corrugated pipe, which causes labor and operational uncertainty which the innermost tube must have a correspondingly large diameter - order of magnitude 100 mm -) so large dimensions that only cables of a few 100 meters in length on the drum on which only limited space is available for winding, trans can be ported.

Die vorliegende Erfindung betrifft nun eine vorteilhafte Weiterbildung der dem Hauptpatent zugrunde liegenden Kabelausführung sowie ein Verfahren zur bevorzugten Herstellung eines solchen Kabels. Hierzu ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß innen mehrere die Supraleiter und das verflüssigte oder gasförmige Kühlmittel umhüllende vorfabrizierte Wellrohre vorgesehen sind, die zusammen von den weiteren der Kälteisolation dienenden, untereinander konzentrischen Wellrohren umschlossen sind.The present invention now relates to an advantageous one Further development of the cable design on which the main patent is based and a method for preferred manufacture of such a cable. For this purpose, the invention provides that several inside the superconductors and the liquefied or gaseous coolant enveloping prefabricated corrugated pipes are provided are concentric with each other, together with the others used for cold insulation Corrugated pipes are enclosed.

Der Grundgedanke der Erfindung, statt eines einzigen die Leiter umfassenden inneren Wellrohres, mehrere ζ B. vier solcher Leiter umfassender innerer Weilrohre die bei den Herstellerfirmen vorfabriziert werden anzuwenden, erbringt den bedeutenden Vorteil, daß diese vorfabrizierten Wellrohre wegen ihres geringen Durchmessers jeweils in einem Stück in großen Längen (10 bis 20 km und mehr) hergestellt und einzeln auf entsprechenden Trommeln transportiert werden können. Diese einzelnen langen Wellrohre sollen dann nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gemeinsam von entsprechenden, sie gemäß dem Hauptpatent umschließenden als Kälteisolierung dienenden konzentrischen Wellrohren erst im Gelände nach ihrer Verlegung umgeben werden. Dabei erscheint es vorteilhaft, diese der Wärmeisolation dienenden Wellrohre im Gelände unter Verwendung langer Blechbänder herzustellen, wobei die notwendigen Maschinen gegebenenfalls auf -vorher zu errichtenden Schienen fahrbar angeordnet und im Gelände zum Einsatz gebracht werden.The basic idea of the invention, instead of a single inner corrugated tube encompassing the conductors, several ζ B. four such conductors of extensive inner hollow tubes which are prefabricated by the manufacturing companies apply, brings the significant advantage that these prefabricated corrugated pipes because of their low Diameter each in one piece in great lengths (10 to 20 km and more) and manufactured individually can be transported on appropriate drums. These individual long corrugated pipes should then according to the method according to the invention together with corresponding, enclosing them according to the main patent concentric corrugated pipes serving as cold insulation only in the area after they have been laid be surrounded. It appears advantageous to use these corrugated pipes for thermal insulation in the area using long sheet metal strips, using the necessary machinery if necessary arranged mobile on rails to be erected beforehand and deployed in the field.

Es ergibt sich dadurch die Möglichkeit, die inneren Wellrohre, in denen sich die Leiter befinden, sowie die Leiter selbst kontinuierlich in Längen auszuführen, wie sie dem Abstand der anzuwendenden Kühlstationen (z.B. Heliumverflüssigungsanlagen) entsprechen und dadurch geringere Verlegungskosten und hohe Betriebssicherheit zu erreichen.This gives the opportunity to use the inner corrugated pipes in which the conductors are located, as well as the Conductors themselves run continuously in lengths as they correspond to the distance between the cooling stations to be used (e.g. helium liquefaction plants) and thus lower laying costs and high operational reliability to reach.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt und nachstehend beschrieben. Es zeigtAn embodiment of the invention is shown schematically in the drawing and described below. It shows

F i g. 1 einen Längsschnitt undF i g. 1 a longitudinal section and

F i g. 2 einen Querschnitt einer supraleitenden Energieübertragungsleitung nach der Erfindung.F i g. Figure 2 is a cross section of a superconducting power transmission line according to the invention.

Die äußeren konzentrischen Mantel des Kabels sind von nach Art von Metallschläuchen geformten, biegsamen und dehnbaren Wellrohren gebildet. Diese sind gegeneinander durch schlecht wärmeleitende Abstandshalter abgestützt.The outer concentric sheaths of the cable are flexible and shaped like metal tubes and expandable corrugated pipes. These are against each other by poorly heat-conducting spacers supported.

Die zwischen den innersten Wellrohren verbleibenden Zwickel 2 und 4 (s. F i g. 2) können entweder mit Kühlflüssigkeit (z. B. flüssigem Helium) ausgefüllt werden oder als Kryovakuumräume ausgebildet werden, in denen weitere Supraleiter untergebracht werden können, die von Wechsel- bzw. Gleichstrom durchflossen sind. Vorteilhaft erscheint es weiter, das Wellrohr 1 und/oder die vier innersten Wellrohre 3 mit dünnen supraleitenden Schichten (z. B. Niobium oder Blei) aus-The gussets 2 and 4 (see FIG. 2) remaining between the innermost corrugated pipes can either be used with Cooling liquid (e.g. liquid helium) can be filled or designed as cryovacuum spaces in where further superconductors can be accommodated through which alternating or direct current flows are. It also appears advantageous to have the corrugated pipe 1 and / or the four innermost corrugated pipes 3 with thin superconducting layers (e.g. niobium or lead) made of

zukleiden bzw. auszustatten und, unter Anwendung entsprechender Isolierung, zur zusätzlichen Übertragung von deich- oder Wechselströmen heranzuziehen, da diese Ströme im Innern der Rohre keine Magnetfelder erzeugen und daher die Drehstrom- oder Gleichstromleiter in den innersten Rohren nicht beeinflussen. Die evakuierten Räume sind mit V' bezeichnet und die Räume, in denen sich die Leiter und flüssiges Helium befinden, durch He angedeutet. N2 bezeichnet den als Wärmeschild dienenden flüssigen Stickstoff, an Stelle dessen natürlich auch Heliumgas verwendet werden kann.to dress or equip and, using appropriate insulation, to use for the additional transmission of dike or alternating currents, as these currents do not generate magnetic fields inside the pipes and therefore do not affect the three-phase or direct current conductors in the innermost pipes. The evacuated rooms are marked with V 'and the rooms in which the conductors and liquid helium are located are indicated by He. N2 denotes the liquid nitrogen that serves as a heat shield, instead of which, of course, helium gas can also be used.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Superconducting energy transmission line with several superconductors surrounding one another supported by poorly thermally conductive spacers, hollow cylindrical sheaths, between which are evacuated and / or filled with liquefied gases, the jacket in are designed in a known manner as flexible, stretchable and tight corrugated pipes, according to the main patent 16 40 807, characterized in that inside several superconductors and the Liquefied or gaseous coolant enveloping prefabricated corrugated pipes are provided, which together from the other concentric corrugated pipes used for insulation are enclosed.

2. Superconducting power transmission line according to claim 1, characterized in that the The spaces (gussets) remaining between the individual innermost tubes are filled with coolant or are designed as cryovacuum spaces and contain additional superconductors there.

3. Superconducting energy transmission line according to claim 1 or 2, characterized in that that the corrugated pipes located at the temperature of the liquid coolant with thin superconducting Layers are lined and after appropriate insulation for additional current conduction are also used.

4. A method for producing a superconducting power transmission line according to any one of the claims 1 to 3, characterized in that the other mutually concentric corrugated pipes can only be produced in whole or in part after the interior pipes have been laid out in the field.