Инженерный журнал: наука и инновации
# 8·2017 1
УДК 536.7, 621.59 DOI 10.18698/2308-6033-2017-8-1647
Система криообеспечения высокотемпературной
сверхпроводимости устройств (СКР 001)
© В.В. Костюк
1
, Б.И. Каторгин
1
, В.П. Фирсов
2
, К.Л. Ковалёв
2
,
Ю.А. Равикович
2
, И.В. Антюхов
2
, С.Ф. Тимушев
2
, М.М. Верещагин
4
,
Д.П. Холобцев
2
, Ю.И. Ермилов
2
, Н.Г. Балабошко
2
, Ю.А. Гапеев
2
,
А.С. Лесовников
2
, А.Е. Сычков
3
, К.А. Модестов
2
1
Академия наук Российской Федерации, Москва, 117334, Россия
2
Московский авиационный институт (национальный исследовательский
университет), Москва, 125993, Россия
3
ООО «ГРУППА ЭКСПЛОТЭКС», Москва, 125130, Россия
4
ООО «ВЕЛИС ХОЛОД», Москва, 125130, Россия
Описана автономная и эффективная система криообеспечения (СКР 001) с ресурсом
непрерывной работы не менее 30 000 ч, холодопроизводительностью 1,5…2,5 кВт при
температуре 65 K для использования в сильноточных устройствах (кабелях, электро-
двигателях, генераторах, трансформаторах и т. д.) с применением высокотемпера-
турной сверхпроводимости, которая обеспечивает циркуляцию жидкого азота в
замкнутом контуре охлаждения сверхпроводников и обеспечивает функционирование
электродвигателей, генераторов и т. п. Разработан криорефрижератор КР 001,
работающий на газовом детандерном холодильном обратном цикле Брайтона с ради-
альными турбомашинами. Криорефрижератор характеризуется следующими осо-
бенностями конструкции: рабочим телом в газовом контуре является неон; турбо-
компрессоры и турбодетандер имеют газодинамические подшипники; охлаждение
неона после компрессии происходит в компактных пластинчато-ребристых концевых
теплообменниках с помощью антифриза, а охлаждение антифриза осуществляется
воздухом в теплообменном аппарате с помощью вентиляторов.
Ключевые слова:
высокотемпературная сверхпроводимость, криосистема, крио-
рефрижератор, детандерный холодильный обратный цикл Брайтона, радиальные
турбомашины
Введение.
Для создания перспективных силовых электрических
устройств с использованием высокотемпературной сверхпроводимо-
сти (ВТСП) необходимы системы, обеспечивающие постоянный темпе-
ратурный режим эксплуатации сверхпроводников. Они создают усло-
вия для надежного поддержания ВТСП в двигателях, генераторах, си-
стемах электродвижения судового и рельсового транспорта и т. п. при
температурах 67…75 K. Поэтому одной из актуальных задач является
создание модульных систем криообеспечения силовых ВТСП устройств
для компенсации теплопритоков с холодопроизводительностью в диа-
пазоне от 1 до 16 кВт.
В Московском авиационном институте (МАИ) создана система
криообеспечения СКР 001 с холодопроизводительностью 1,5…2,5 кВт