阅读说明：本技术 一种超导能源管道的运行控制系统 (Operation control system of superconducting energy pipeline ) 是由 赵延兴 公茂琼 盛勃闻 毛航银 徐晨博 李振明 陈盼盼 于国鹏 于 2019-11-18 设计创作，主要内容包括：本发明提供的超导能源管道的运行控制系统,包括：超导能源管道、与所述超导能源管道两端连接的储液罐、与其中一储液罐一端管道连接的LNG潜液泵、与所述LNG潜液泵管道连接的制冷单元、与所述制冷单元管道连接的换热器、所述换热器通过管道连接另一所述储液罐,当LNG的需求量减少时,将过量的LNG反向输送回起点,反向输运所用管道为普通输运管道,为保证在输运过程中温升过大,采用混合工质制冷机进行降温；最后,反向输运的LNG进入储液罐前,进入换热器与液氮换热,进一步降温后,进入储液罐,电力正常输送的前提下,实现了LNG输运量的调节。(The invention provides an operation control system of a superconducting energy pipeline, which comprises: the system comprises a superconducting energy pipeline, liquid storage tanks connected with two ends of the superconducting energy pipeline, an LNG immersed pump connected with a pipeline at one end of one liquid storage tank, a refrigeration unit connected with the LNG immersed pump pipeline, a heat exchanger connected with the refrigeration unit pipeline, and the heat exchanger is connected with the other liquid storage tank through a pipeline; and finally, the LNG transported reversely enters the liquid storage tank, enters the heat exchanger to exchange heat with liquid nitrogen, further cools and enters the liquid storage tank, and the LNG transportation volume is adjusted on the premise of normal power transmission.)

一种超导能源管道的运行控制系统

技术领域

本发明涉及超导电缆技术领域，特别涉及一种超导能源管道的运行控制系统。

背景技术

我国的能源资源和负荷资源的地理分布极不均衡，电力资源大部分分布在西部和北部，而人口和负荷资源大部分分布在中部和东部地区。考虑到可再生能源发展的远景，我国未来能源资源和负荷资源分布不均衡的矛盾将更加突出。同时，我国将有大约5亿千瓦的电力需要从西部地区送往中东部地区，年输送电能将达到2.3-2.5万亿度。由此可见，随着可再生能源在能源中所占比重不断增加，我国不仅“西电东送”、“北电南送”的基本格局没有改变，而且电力资源与负荷资源分布不均衡的矛盾将进一步加深，发展大容量远距离电力输送技术仍将是十分必要的。

随着西气东输，西电东送等工程的陆续启动，气电同时输送进入超导研究的视野，利用天然气液化设备同时满足超导输电要求，降低超导输电的成本，并提高天然气输送稳定性与安全性。

超导输直流电电缆需要的冷却系统，如果采用液化天然气(液化温度为110K)或液氢(液化温度为27K)作为冷却介质，就可以实现输电和输气的一体化。这是因为，一方面，目前已有的高温超导材料如TlBaCuO(Tc～125K)和HgBaCuO(Tc～150K)的临界温度已经超过了液化天然气温度，仅从临界温度的角度看，已经具备研制输电输气一体化“超导能源管道”的可能性；另一方面，由于可再生能源具有波动性的特点，利用可再生能源制备天然气或氢气，不仅可以将不可调度的波动能源转变成可调度的能源，而且可以用于超导输电电缆的冷却。

然而，在超导能源管道的输运过程中，管道的输运量需要跟据实际需求量的变化而变化，当需求量减少时，输运量也随之减少，由于输运量的减少，输运过程中的温升量增加，当温度升高至超导临界温度(90K)以上时,电缆将不再超导。

发明内容

有鉴如此，有必要针对现有技术存在的缺陷，提供一种可解决输运过程中LNG流量与超导电缆温度的协同控制问题的超导能源管道的运行控制系统。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

本发明提供了一种超导能源管道的运行控制系统，包括：超导能源管道、与所述超导能源管道两端连接的第一储液罐、第二储液罐、与所述第二储液罐一端管道连接的LNG潜液泵、与所述LNG潜液泵管道连接的制冷单元、与所述制冷单元管道连接的换热器、所述换热器通过管道连接另一所述第一储液罐，当LNG的需求量减少时，将过量的LNG由所述第二储液罐反向输送至所述LNG潜液泵，再经所述制冷单元降温后进入所述换热器换热，再进入所述第一储液罐。

在一些较佳的实施例中，所述储液罐之间包括多根所述超导能源管道，将偶数根所述超导能源管道设为两两一组，且同组所述超导能源管道间用第一电磁阀连接。

在一些较佳的实施例中，所述制冷单元为混合工质制冷机。

在一些较佳的实施例中，所述换热器以液氮作为冷却介质。

本发明采用上述技术方案的优点是：

本发明提供的超导能源管道的运行控制系统，包括：超导能源管道、与所述超导能源管道两端连接的储液罐、与其中一储液罐一端管道连接的LNG潜液泵、与所述LNG潜液泵管道连接的制冷单元、与所述制冷单元管道连接的换热器、所述换热器通过管道连接另一所述储液罐，当LNG的需求量减少时，将过量的LNG反向输送回起点，反向输运所用管道为普通输运管道，为保证在输运过程中温升过大，采用混合工质制冷机进行降温；最后，反向输运的LNG进入储液罐前，进入换热器与液氮换热，进一步降温后，进入储液罐，电力正常输送的前提下，实现了LNG输运量的调节。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例提供的超导能源管道的运行控制系统的结构示意图。

图2本发明实施例提供的超导能源管道的运行控制系统的自循环系统示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例

请参阅图1，本发明提供了一种超导能源管道的运行控制系统，包括：超导能源管道110、与所述超导能源管道110两端连接的第一储液罐120、第二储液罐130、与所述第二储液罐一端管道连接的LNG潜液泵140、与所述LNG潜液泵140管道连接的制冷单元150、与所述制冷单元150管道连接的换热器160、所述换热器160通过管道连接另一所述第一储液罐120。

上述超导能源管道的运行控制系统的工作方式如下：

当LNG的需求量减少时，将过量的LNG由所述第二储液罐130反向输送至所述LNG潜液泵140，再经所述制冷单元150降温后进入所述换热器160换热，再进入所述第一储液罐120。

请参阅图2，本发明实施例提供的超导能源管道的运行控制系统的自循环系统示意图。

所述第一储液罐120及第二储液罐130之间包括多根所述超导能源管道110，将偶数根所述超导能源管道110设为两两一组，且同组所述超导能源管道110间用第一电磁阀1连接.所述超导能源管道120上还设有第二电磁阀2，所述第一电磁阀1及第二电磁阀2还连接有控制系统160，所述控制系统160可根据LNG需求的变化控制电磁阀的开闭。

可以理解，电磁阀1可控制同组所述超导能源管道110间的通断，当电磁阀1开启时，同组所述超导能源管道110连通；当电磁阀1关闭时，同组所述超导能源管道110间断；由于控制系统170可用于控制电磁阀1和电磁阀2的开闭，当LNG的需求量减少时，控制系统170可控制电磁阀1开启，电磁阀2关闭，实现LNG在管路中循环流动。

在一些较佳的实施例中，所述储液罐之间包括多根所述超导能源管道，将偶数根所述超导能源管道设为两两一组，且同组所述超导能源管道间用第一电磁阀连接。

在一些较佳的实施例中，所述制冷单元150为混合工质制冷机。

在一些较佳的实施例中，所述换热器160以液氮作为冷却介质。

可以理解，上述超导能源管道的运行控制系统通过反向输运控制，当LNG的需求量减少时，将过量的LNG反向输送回起点，反向输运所用管道为普通输运管道，为保证在输运过程中温升过大，采用混合工质制冷机进行降温，最后，反向输运的LNG进入储液罐前，进入换热器与液氮换热，进一步降温后，进入储液罐，在电力正常输送的前提下，实现了LNG输运量的调节。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

当然本发明的超导能源管道的运行控制系统正极材料还可具有多种变换及改型，并不局限于上述实施方式的具体结构。总之，本发明的保护范围应包括那些对于本领域普通技术人员来说显而易见的变换或替代以及改型。