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Zwangsgekühlte Hochstromzuführung für horizontalen Einbau

19.03.2007
Supraleitende Apparaturen, wie z. B. in der Hochstromtechnik eingesetzte Spulen mit Supraleiterwicklung, müssen bei sehr tiefen Temperaturen betrieben werden, um eine Supraleitung zu erzielen.

Zur Stromversorgung wird ein elektrischer Leiter eingesetzt, entlang dessen Länge die Temperatur vom warmen Ende, wo die normalleitende Netzzuleitung ankoppelt, bis hin zum kalten Ende, wo der Supraleiter ankoppelt, von Zimmertemperatur bis auf Betriebstemperatur abfällt. Problematisch ist, entlang des Übergangsbereichs den Wärmestrom derart abzuführen, dass kein Wärmestrom in das Supraleiterkabel hinein stattfindet.Daher erfolgt die Montage der Hochstromzuführung möglichst senkrecht, d. h. warmes Ende oben, und der Leiter wird mit einem meist Helium gekühlten Wärmetauscher umgeben. Muss die Hochstromzuführung aus konstruktiven Gründen horizontal montiert werden, ändert sich das Kühlverhalten sehr nachteilig.

Entwickelt wurde ein Wärmetauscher aus kammerartig geschichteten Kühlronden, der bei horizontalem Einbau der Stromzuführung und allen Betriebsströmen zwischen null und maximalem Betriebsstrom ein stabiles und wirksames Kühlverhalten zeigt. Somit wird ein Einbau auch an schwierig zugänglichen und räumlich begrenzten Stellen unter jedem Winkel möglich.

Die Abbildung zeigt einen 3-D-Ausschnitt aus dem Stromzuführungswärmetauscher: Der stromtragende Teil ist rot eingefärbt, die Wärmetauscher-Kühlronden braun und gelbgrün, die Trennwände sowie das Hüllrohr grau.

Dr. Rolf Blattner
Forschungszentrum Karlsruhe GmbH
Stabsabteilung Marketing, Patente und Lizenzen
Hermann-von-Helmholtz-Platz 1
D-76344 Eggenstein-Leopoldshafen
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Weitere Informationen:
http://www.fzk.de/fzk/idcplg?IdcService=TTB&document=ID_056512&lnode=4062

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