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DE2249560B2 - Termination for a frozen cable - Google Patents

Termination for a frozen cable

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Publication number
DE2249560B2
DE2249560B2 DE2249560A DE2249560A DE2249560B2 DE 2249560 B2 DE2249560 B2 DE 2249560B2 DE 2249560 A DE2249560 A DE 2249560A DE 2249560 A DE2249560 A DE 2249560A DE 2249560 B2 DE2249560 B2 DE 2249560B2
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DE
Germany
Prior art keywords
zone
end closure
closure according
cable
conductor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE2249560A
Other languages
German (de)
Other versions
DE2249560A1 (en
Inventor
Ullrich Dipl.-Ing. Dr.-Ing. 8000 Muenchen Hildebrandt
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Linde GmbH
Original Assignee
Linde GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Linde GmbH filed Critical Linde GmbH
Priority to DE2249560A priority Critical patent/DE2249560B2/en
Priority to FR7326202A priority patent/FR2202387B1/fr
Priority to JP9254973A priority patent/JPS4972685A/ja
Priority to US404681A priority patent/US3885636A/en
Priority to GB4700773A priority patent/GB1396849A/en
Publication of DE2249560A1 publication Critical patent/DE2249560A1/en
Publication of DE2249560B2 publication Critical patent/DE2249560B2/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02GINSTALLATION OF ELECTRIC CABLES OR LINES, OR OF COMBINED OPTICAL AND ELECTRIC CABLES OR LINES
    • H02G15/00Cable fittings
    • H02G15/34Cable fittings for cryogenic cables
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S505/00Superconductor technology: apparatus, material, process
    • Y10S505/825Apparatus per se, device per se, or process of making or operating same
    • Y10S505/884Conductor
    • Y10S505/885Cooling, or feeding, circulating, or distributing fluid; in superconductive apparatus
    • Y10S505/886Cable

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  • Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
  • Insulators (AREA)
  • Thermal Insulation (AREA)
  • Insulated Conductors (AREA)
  • Gas Or Oil Filled Cable Accessories (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft einen Endverschluß für ein tiefgekühltes Kabel, wie es im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 näher beschrieben ist.The invention relates to a termination for a frozen cable, as described in the preamble of Claim 1 is described in more detail.

Es ist bereits ein Endverschluß für ein supraleitendes Koaxialkabel bekannt geworden, das aus drei koaxial zueinander angeordneten Leitern besteht (DE-OS 18 11 679). Bei diesem bekannten Endverschluß sind die im Kabel in Form koaxialer Rohre verlaufenden, je eine Phase eines Drehstromsystems verkörpernden Leiter im Übergangsbereich des Endverschlusses so mit vergrößertem Durchmesser ausgeführt, daß die Rohrwände im Längsschnitt einen annähernd sinusförmigen Verlauf zeigen. Das Kühlmittel wird jedem der drei Leiter durch eine zentrale, auf nicht näher beschriebene Weise aus dem warmen Teil des Endverschlusses herangeführte Kältemittelleitung einzeln zugeführt In den Rohrwänden der Leiter sind jeweils Strömungsquerschnitte für das Kältemittel vorgesehen. Die Geometrie der Leiter und die Tatsache, daß die Rohrwände der Leiter selbst mit Strömungsquen:r:hnitten für das Kältemittel versehen werden müssen, bringen einen erheblichen Aufwand bei der Herstellung mit sich. Außerdem handelt es sich bei dem bekannten Endverschluß um ein dreiphasiges Kabel, dessen Konstruktionsprinzipien nicht ohne weiteres auf einen Endverschluß für ein einphasiges Kabel übertragen werden können.There is already a termination for a superconducting coaxial cable has become known, which consists of three coaxial there is mutually arranged ladders (DE-OS 18 11 679). In this known end closure are the in the cable in the form of coaxial tubes, each person embodying a phase of a three-phase system In the transition area of the end closure designed with an enlarged diameter that the pipe walls are approximately sinusoidal in longitudinal section Show course. The coolant is each of the three conductors through a central one, not described in detail Way from the warm part of the end closure brought refrigerant line individually supplied In the pipe walls of the conductors are each provided with flow cross-sections for the refrigerant. the Geometry of the conductors and the fact that the pipe walls of the conductors themselves have to be provided with flow quenches for the refrigerant, involve considerable effort in production. It is also the known one Termination around a three-phase cable, the design principles of which do not readily apply to a Termination for a single phase cable can be transmitted.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Endverschluß für ein einphasiges Tieftemperaturkabel zu entwickeln, der aufgrund einfacher Konstruktionsprinzipien mit möglichst geringem Aufwand herstellbar ist und gleichzeitig möglichst geringe thermische Isolationsverluste aufweist Insbesondere ist bei der Konstruktion des Endverschlusses dafür zuThe invention is therefore based on the object of developing a termination for a single-phase low-temperature cable, which due to simple construction principles with the least possible effort can be produced and at the same time has the lowest possible thermal insulation losses, in particular when designing the end cap sorgen, daß die thermischen Verluste durch Wärmeleitung vom Leiter der warmen Zone zum tiefgekühlten Kabelleiter hin möglichst gering gehalten werden. Außerdem soll der erhöhte Druck unter dem dasensure that the thermal losses through conduction from the head of the warm zone to the deep-frozen Cable ladders are kept as small as possible. In addition, the increased pressure under the that Kühlmittel aus Gründen einer möglichst effizienten Kühlung gehalten wird, von der Konstruktion des Endverschlusses auf einfache Weise aufgefangen werden. Die elektrische Isolierung soll so gestaltet werden, daß die Zuführung des Kühlmittels möglichst geringeCoolant is kept for the sake of efficient cooling, by the design of the End closure can be caught in a simple manner. The electrical insulation should be designed in such a way that that the supply of coolant is as low as possible elektrische Isolierverluste verursachtcauses electrical insulation losses

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 genannten konstruktiven Maßnahmen gelöst Der durch die Erfindung bereitgestellte EndverschlußThis object is achieved by the constructive mentioned in the characterizing part of claim 1 Measures resolved The termination provided by the invention ermöglicht auf einfachste Weise die gleichzeitige Kühlung der elektrischen Leiter der Kühlzone und des in die Tieftemperaturzone mündenden elektrischen Leiters des Kabels, der innerhalb des zentralen Kanals des KabeLs vorgesehen ist, durch je einen Teil des überenables the simultaneous in the simplest way Cooling of the electrical conductors of the cooling zone and of the electrical conductors opening into the low-temperature zone Head of the cable, which is provided within the central channel of the cable, through each part of the over eine einzige Leitung zugeführten Kältemittels. Das Kältemittel strömt aus der Kälterrtittelzufuhrleitung zunächst durch den axialen Ringkanal der Tieftemperaturzone, der durch die elektrische Isolierung gebildet ist und der aufgrund seiner axialen Erstreckung einena single line of supplied refrigerant. The refrigerant flows out of the refrigerant supply line initially through the axial ring channel of the low-temperature zone, which is formed by the electrical insulation and the one due to its axial extension ausreichend hohen elektrischen Widerstand bietet Das Kältemittel verteilt sich dann zum einen Teil auf den innersten Raum des zentralen Kanals des Kabels, in dem sich der Leiter befindet, und zum anderen Teil auf die Strömungsquerschnitte der elektrisch leitenden RohreDas provides a sufficiently high electrical resistance Part of the refrigerant is then distributed to the innermost space of the central duct of the cable, in which the conductor is located, and on the other hand on the flow cross-sections of the electrically conductive pipes der Kühlzone. Am anderen Ende des Kabels verläuft die Strömung des Kältemittels zunächst im innersten Raum des zentralen Kanals des Kabels und dann in umgekehrter Richtung im axialen Ringkanal und in der Kältemittelabführleitung. Durch die Rohre der Kühlzothe cooling zone. At the other end of the cable, the flow of the refrigerant initially runs in the innermost space of the central channel of the cable and then in the opposite direction in the axial ring channel and in the Refrigerant discharge line. Through the pipes of the Kühlzo ne wird eine große Wärmeaustauschfläche zur Verfü gung gestellt, so daß die durch die elektrische Leistung erzeugte Wärme vom Kältemittel schnell abgeführt werden kann und somit nur sehr geringe thermische Isolationsverluste auftreten. Als Teil der elektrischenne a large heat exchange surface is available supply so that the heat generated by the electrical power is quickly removed from the refrigerant and thus only very low thermal insulation losses occur. As part of the electrical Isolierung des Endverschlusses ist ein druckfestes Kunststoffrohr vorgesehen, das die jeweiligen Leiter umgebend, sich aus dem Kältemittelteil der Tieftemperaturzone über die Kühlzone in die warme Zone des Endverschlusses erstreckt urd dort an seinem EndeInsulation of the end closure is a pressure-resistant plastic tube that holds the respective conductor surrounding, from the refrigerant part of the low-temperature zone via the cooling zone into the warm zone of the End closure extends urd there at its end gegenüber dem Leiter abgedichtet ist Zur Verbesserung des elektrischen Isolationsvermögens können in der Tieftemperaturzone innerhalb des durch das Kunststoffrohr und die verstärkte Leiterisolierung gebildeten axialen Ringkanals wendeiförmige elektrischis sealed against the conductor To improve the electrical insulation properties, in the low temperature zone within the through the plastic pipe and the reinforced conductor insulation formed axial annular channel helical electrically isolierende Abstandshalter eingebaut sein, die für das Kältemittel einen schraubenförmigen Strömungskanal bilden und/oder die beiden Begrenzungswände dieses axialen Ringkanals können mit Stufen, ähnlich wie die bei bekannten Freiluftisolatoren, versehen sein.insulating spacers must be installed, which are suitable for the Refrigerant form a helical flow channel and / or the two boundary walls of this axial ring channel can be provided with steps, similar to those in known outdoor insulators.

Zur thermischen Isolierung ist für die Tieftemperaturzone und die Kühlzone ein gemeinsamer Vakuumteil mit Strahlungsschild vorgesehen, wobei der Strahlungsschild wiederum wärmeleitend mit dem durch ein Kühlmittel, z. B. flüssigen Stickstoff, gekühlten StrahFor thermal insulation, there is a common vacuum part for the low-temperature zone and the cooling zone provided with radiation shield, the radiation shield in turn being thermally conductive with the through a Coolant, e.g. B. liquid nitrogen, cooled jet lungsschild des Kabels verbunden ist Innerhalb des Vakuumteils kann noch eine zusätzliche Vielschichtisolierung, beispielsweise aus alternierenden Lagen schlecht wärmeleitender Gewebebahnen und stark reflektitrender Metallfolien angeordnet sein. Dieseshield of the cable is connected within the An additional multilayer insulation, for example made of alternating layers, can be used on the vacuum part be arranged with poorly heat-conducting fabric sheets and highly reflective metal foils. These Konzeption ermöglicht eine wirksame thermische Isolierung der kalten Zone des Endverschlusses, ohne zusätzlichen Kühlmittelraum, also z. B. ohne zusätzlichen Stickstoffraum.Design allows effective thermal insulation of the cold zone of the termination without additional coolant space, e.g. B. without additional nitrogen space.

Eine sehr vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß die elektrischen Leiter in der Kühlzone aus einem Material hergestellt sind, dessen spezifischer Widerstand im Bereich der Betriebstemperatur, die etwa zwischen 4 und 300 K liegen kann, etwa mit T" wächst, wobei η größer 0,5 ist. Solche Eigenschaften besitzen Reinstmetalle wie z. B. Reinstkupfer, gegebenenfalls mit eingelagertem oder von außen aufgebrachtem supraleitfähigem Material. Durch die Wahl eines Materials mit diesen Eigenschaften wird ι ο die thermodynamisch wünschenswerte, gleichmäßige Verteilung des Kältemittels auf die Rohre der Kühlzone erreicht Würde die Temperatur eines der Leiter beispielsweise fallen, so würde sein anteiliger Kältemittelmassenstrom wegen dessen mit abfallender Temperatur steigender Dichte, gleichzeitig aber auch die elektrische Heizleistung wegen des sinkenden elektrischen Widerstandes zunehmen, wobei der Druck- und Spannungsabfall über die Leiterlänge als konstant angesehen wird. Die Aufnahmefähigkeit des erhöhten Kältemittelmassenstromes für die elektrische Heizleistung des Leiters wird aber nur ausgeschöpft wenn die elektrische Heizleistung des Leiters mindestens ebenso schnell mit sinkender Temperatur des Leiters und damit des Kältemittels zunimmt wie der Kältemittelmassenstrom. Dies wird bei turbulenter Strömung gerade dann erreicht wenn η 0,5 ist.A very advantageous embodiment of the invention is that the electrical conductors in the cooling zone are made of a material whose specific resistance in the operating temperature range, which can be between 4 and 300 K, increases with T ″ , where η is greater than 0 , 5. Such properties have pure metals such as pure copper, if necessary with embedded or externally applied superconducting material.By choosing a material with these properties ι ο the thermodynamically desirable, uniform distribution of the refrigerant on the tubes of the cooling zone is achieved If the temperature of one of the conductors were to drop, for example, its proportionate refrigerant mass flow would increase due to its density, which increases with decreasing temperature, but at the same time the electrical heating output would also increase due to the decreasing electrical resistance, whereby the pressure and voltage drop over the length of the conductor is regarded as constant e The capacity of the increased refrigerant mass flow for the electrical heating capacity of the conductor is only exhausted if the electrical heating capacity of the conductor increases at least as quickly as the temperature of the conductor and thus of the refrigerant decreases as the refrigerant mass flow. In the case of turbulent flow, this is achieved when η is 0.5.

Mit Vorteil sind die Rohre der Kühlzone, die am kalten Ende in einen elektrisch leitenden Rohrboden eingelötet sind, von einem gemeinsamen Mantel umgeben, der entweder ganz oder teilweise aus einem elektrisch isolierenden Material hergestellt ist, oder zumindest an einer Stelle gegen die elektrisch leitenden Rohre isoliert ist, so daß ein Stromfluß durch den nicht von strömendem Kältemittel gekühlten Mantel und damit seine elektrische Aufheizung vermieden wird.The tubes of the cooling zone, which are in an electrically conductive tube sheet at the cold end, are advantageous are soldered, surrounded by a common jacket, which is either wholly or partially from a electrically insulating material is made, or at least at one point against the electrically conductive Pipes is insulated, so that a current flow through the jacket and not cooled by the flowing refrigerant so that its electrical heating is avoided.

Am warmen Ende der Kühlzone sind die Rohre direkt in Bohrungen in der Stirnseite des dickwandigen, aus Kupfer bestehenden Leiters der warmen Zone eingelötet und stehen mit ihren Innenräumen über radiale 4<1 Stichbohrungen, die innerhalb des dickwandigen Leiters vorgesehen sind, mit dem Innenraum des Leiters in Verbindung, so daß einerseits ein guter elektrischer Kontakt zwischen dem Leiter der warmen Zone und den Leitern der Kühlzone und andererseits eine Abzugsmöglichkeit des warmen Kältemittels aus der Kühlzone gewährleistet ist.At the warm end of the cooling zone, the tubes are soldered directly into bores in the face of the thick-walled copper conductor of the warm zone and their interiors are connected to the interior of the conductor via radial 4 <1 branch bores, which are provided within the thick-walled conductor in connection, so that, on the one hand, a good electrical contact between the conductor of the warm zone and the conductors of the cooling zone and, on the other hand, the possibility of drawing off the warm refrigerant from the cooling zone is ensured.

Zur Vermeidung von thermischen Spannungen innerhalb des die Rohre der Kühlzone umgebenden Mantels kann ein elastischer Balg zur Abdichtung des Mantels gegenüber dem Rohrboden auf der kalten Seite der Kühlzone herangezogen werden. Der mit dem Kältemitteldruck beaufschlagte Raum des elastischen Balges steht an der kalten Seite der Kühlzone mit dem Kältemittel der kalten Zone in Verbindung und wirkt als kaltes Puffervolumen. Bei Druckschwankungen des Kältemittels können so aber keine unnötigen thermodynamischen Verluste auftreten, indem noch warmes Kältemittel zu kalten Teilen noch kaltes Kältemittel zu warmen Teilen gelangen kann.To avoid thermal stresses within the cooling zone surrounding the tubes The jacket can be an elastic bellows to seal the jacket against the tube sheet on the cold side the cooling zone. The space of the elastic to which the refrigerant pressure is applied Belges is on the cold side of the cooling zone with the Refrigerant connects to the cold zone and acts as a cold buffer volume. In the event of pressure fluctuations in the In this way, however, no unnecessary thermodynamic losses can occur in the refrigerant by using still warm Refrigerant can get to cold parts nor cold refrigerant to warm parts.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, den Zwischenraum zwischen den Rohren der Kühlzone entweder zu evakuieren oder mit Kältemittel konstanten Druckes auszufüllen. Auf diese Weise wird auch hier vermieden, daß Kältemittel in diesem Zwischenraum bei Druck-Schwankungen in Zonen anderer Temperatur gelangt und dabei thermodynamische Verluste hervorruftAnother benefit is the gap between the tubes of the cooling zone either to be evacuated or with constant pressure refrigerant to be filled out. In this way it is avoided here too that refrigerant in this intermediate space reaches zones of different temperatures in the event of pressure fluctuations and thereby causing thermodynamic losses

Innerhalb der warmen Zone ist der Raum zwischen dem Leiter und einem äußeren Porzellanisolator, in dei sich das druckfeste Kunststoffrohr erstreckt mit öl, da nur eine vernachlässigbar kleine spezifische Leitfähig keit besitzt, gefüllt. Durch diese Maßnahme kann di warme Zone des Endverschlusses im Vergleich zu Länge des Porzellanisolators verkürzt ausgebilde werden.Inside the warm zone is the space between the conductor and an outer porcelain insulator, in the dei the pressure-resistant plastic pipe extends with oil, since only a negligibly small specific conductivity possesses, filled. By this measure, the warm zone of the end closure can be compared to Length of the porcelain insulator can be shortened.

Weitere wesentliche Merkmale der Erfindung bezie hen sich auf die Abdichtung des gemeinsamer Vakuumteils und des zentralen Kanals der Tieftempera tür- und Kühlzone gegeneinander, gegenüber de Atmosphäre und gegenüber dem in der warmen Zon< zwischen dem Kunststoffrohr und dem äußerer Porzellanisolator vorgesehenen ölraum. Dies wire erfindungsgemäß durch eine aus zwei Flanschei bestehende Flanschverbindung auf der Höhe de! warmen Endes der Kühlzone ermöglicht wobei der eim Flansch mit dem warmen Ende des den zentralen Kana abschließenden Rohrmantels und der andere Flansch der parallel zu dem ersten Flansch angeordnet ist mi dem oberen Ende des Vakuummantels, und dem unterer Ende des Porzellanisolators verbunden ist Die Flansch verbindung enthält zwei Dichtungen, von denen ein« nur an den beiden Flanschen, die zweite zusätzlich ar dem druckfesten Kunststoffrohr anliegt Zwischer beiden Dichtungen befindet sich ein Ringkanal, der übei einen Entlüftungskanal entweder vorzugsweise mit de: Atmosphäre oder mit dem ölraum der warmen Zon verbunden ist. Hierbei dichtet die eine Dichtung den Vakuumraum gegen den Ringkanal ab, während die andere Dichtung den zentralen Kanal, den Ringkana und den Ölraum der warmen Zone gegeneinande abdichtet. Durch diese Konzeption der Abdichtung wird vermieden, daß bei einer Beschädigung einer dei Dichtungen unmittelbar Kältemittel in den Vakuumtei des Endverschlusses übertreten kann. Darüber hinau wird durch diese Art der Abdichtung die Suche nach etwaigen Lecks innerhalb des Endverschlusses über den Entlüftungskanal erleichtertFurther essential features of the invention refer to the sealing of the joint Vacuum part and the central channel of the low temperature door and cooling zone against each other, opposite de Atmosphere and opposite that in the warm zone <between the plastic pipe and the outer one Porcelain insulator provided oil space. According to the invention, this is done by one of two flanges existing flange connection at the height of de! warm end of the cooling zone allows the egg Flange with the warm end of the pipe jacket closing off the central channel and the other flange which is arranged parallel to the first flange mi the upper end of the vacuum jacket, and the lower end of the porcelain insulator is connected to the flange connection contains two seals, one of which is «only on the two flanges, the second is additionally the pressure-resistant plastic pipe lies between the two seals is an annular channel, which a ventilation duct either preferably with the atmosphere or with the oil space of the warm zone connected is. Here, one seal seals the vacuum space against the ring channel, while the Another seal the central channel, the ring channel and the oil space of the warm zone against one another seals. This conception of the seal avoids that if a dei is damaged Seals, refrigerant can pass directly into the vacuum part of the sealing end. Beyond that This type of seal enables the search for any leaks within the termination via the Ventilation channel facilitated

Weitere Merkmale der Erfindung beziehen sich au die gegenseitige Abtrennung aller Vakuumteile, also der Vakuumkanäle des Kabels und des Endverschlusses. Hierzu sind die versetzten Enden der entsprechenden Wellrohre kraftschlüssig und dicht mit Flanschen versehen, zwischen denen jeweils ein elastischer, schlecht wärmeleitender, gasdichter Balg angeordnet ist Zur Befestigung eines Flansches auf dem entspre chenden Wellrohr wird das mit Längsschlitzen versehene Ende des Flansches zunächst formschlüssig auf das Wellrohr aufgepaßt Daraufhin werden die Längsschlitze verschweißt so daß durch die Kontraktion des Schweißgutes beim Erkalten eine feste Wellrohr-Flansch-Verbindung zustande kommt Die Abdichtung schließlich wird durch eine stirnseitige Schweißnaht zwischen Wellrohrende und Flansch hergestellt dl· wegen der Art der Flanschverbindung mit dem Wellrohr keinen thermisch bedingten Spannungen ausgesetzt ist so daß insgesamt eine sichere Abdichtung gewährleistet istFurther features of the invention relate to the mutual separation of all vacuum parts, so the Vacuum channels of the cable and the termination. For this purpose, the staggered ends of the corresponding Corrugated pipes frictionally and tightly provided with flanges, between which an elastic, Poorly heat-conducting, gas-tight bellows is arranged to attach a flange to the corre corresponding corrugated pipe, the end of the flange provided with longitudinal slots is first positively locked onto the Corrugated pipe fitted Then the longitudinal slots are welded so that the contraction of the When the weld metal cools, a firm corrugated pipe-flange connection is made The seal Finally, a frontal weld seam between the end of the corrugated pipe and the flange creates dl due to the type of flange connection with the corrugated pipe, no thermally induced stresses is exposed so that overall a secure seal is guaranteed

Zur Entlastung der Bälge von mechanischen Belastungen, die durch thermische Kontraktion von kalten Kabel- und Endverschlußteilen hervorgerufen werden, sind zwischen den Flanschen zusätzliche schlecht wärmeleitende Stützelemente vorgesehen. Hierbei wird die schlechte Wärmeleitung im wesentlichen durch ein entsprechende Geometrie der Stützelemente, die dei Abhängigkeit der Wärmeleitfähigkeit von der Tempe ratur Rechnung trägt gewährleistetTo relieve the bellows from mechanical loads, caused by thermal contraction of cold cable and termination parts, additional poorly thermally conductive support elements are provided between the flanges. Here is the poor heat conduction essentially due to a corresponding geometry of the support elements, the dei The dependence of the thermal conductivity on the temperature is guaranteed

Die gegenseitige Abtrennung aller Vakuumteile voneinander bringt die Vorteile, daß bei einem Leck in irgendeinem der Teile nicht das gesamte Vakuum zusammenbricht, daß die Lokalisierung solcher Lecks, z. B. mit Hilfe eines Lecksuchgerätes, erleichtert wird, und daß bei einer teilweisen Zerlegung des Endverschlusses nicht auch das Kabel belüftet werden muß.The mutual separation of all vacuum parts from one another has the advantage that in the event of a leak in any of the parts does not break the entire vacuum, that the localization of such leaks, z. B. with the help of a leak detector, is facilitated, and that if the termination is partially dismantled, the cable does not have to be ventilated as well.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung zur Vermeidung von thermisch bedingten Spannungen innerhalb des Endverschlusses besteht darin, in der Tieftemperaturzone die Abstandshalter zwischen dem Rohrmantel des zentralen Kanals und dem Strahlungsschild derart anzubringen, daß axiale Relativbewegungen zwischen Rohrmantel und Strahlungsschild zugelassen sind, radiale Relativbewegungen und Torsionsbewegungen jedoch unterbunden werden.Another advantageous embodiment of the invention to avoid thermally induced Stress within the termination is in the cryogenic zone the spacers to be placed between the tubular jacket of the central channel and the radiation shield in such a way that axial Relative movements between the pipe jacket and the radiation shield are permitted, radial relative movements and torsional movements are prevented.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist am Ende der warmen Zone ein elektrisch nicht leitendes Rohr oder ein entsprechender Schlauch vorgesehen, der eine Verbindung zwischen dem Innenraum des Leiters, durch den warmes Kältemittel strömt und weiteren, auf Erdpotential befindlichen Kältemittelleitungen, die sich außerhalb des Endverschlusses befinden, herstelltAccording to a further feature of the invention, there is an electrically non-conductive zone at the end of the warm zone Pipe or a corresponding hose is provided that connects between the interior of the conductor, through which the warm refrigerant flows and further refrigerant lines that are at ground potential, which are are located outside the end cap, manufactures

Weitere Erläuterungen zu der Erfindung sind dem in den Figuren schematisch dargestellten Ausführungsbeispiel zu entnehmen. Gleiche Vorrichtungsteile sind hierbei mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Es zeigtFurther explanations of the invention can be found in the exemplary embodiment shown schematically in the figures. The same device parts are here provided with the same reference numerals. It shows

Die F i g. 1 bis 3 ein einziges Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Endverschlusses, wobei die F i g. 1 von links nach rechts den Übergang vom Kabel zu der Kühlzore des Endverschlusses, also im wesentlichen die Tieftemperaturzone des Endverschlusses, die Fig.2 die Fortsetzung der Fig. 1 nach rechts, also den Übergang von der Tieftemperaturzone zur warmen Zone und somit im wesentlichen die Kühlzone und die F i g. 3 die Fortsetzung der F i g. 2 nach rechts, also die warme Zone des End verschlusses zeigen.The F i g. 1 to 3 a single embodiment of an end closure according to the invention, wherein the F i g. 1 from left to right the transition from the cable to the cooling zone of the end closure, i.e. in essentially the low-temperature zone of the end closure, FIG. 2 the continuation of FIG. 1 to the right, thus the transition from the low-temperature zone to the warm zone and thus essentially the cooling zone and FIG. 3 the continuation of FIG. 2 to the right, i.e. the warm zone of the end cap.

In F i g. 1 ist der Übergang des Kabels zur Kühlzone des Endverschlusses, also die Tieftemperaturzone des Endverschlusses dargestellt Das Kabel besitzt einen inneren, durch das erste Wellrohr 1 gebildeten zentralen Kanal, einen ersten, durch die Wellrohre 1 und 2 gebildeten evakuierten Ringkanal, einen zweiten, durch die Wellrohre 2 und 3 gebildeten Ringkanal, der flüssigen Stickstoff enthält und einen dritten, durch die Wellrohre 3 und 4 gebildeten Ringkanal, der ebenfalls evakuiert ist Alle Wellrohre sind an ihren versetzten Enden mit Flanschen versehen, also das Wellrohr 4 mit dem Flansch 5, das Wellrohr 3 mit dem Flansch 6, das Wellrohr 2 mit dem Flansch 7 und das Wellrohr 1 mit dem Flansch 8. Zur Befestigung der Flansche auf den Wellrohren werden diese auf der dem Kabel zugekehrten Seite mit Längsschlitzen versehen und formschlüssig dem Wellrohr angepaßt Daraufhin wird der formschlüssig an die Wellrohre angepaßte Teil der Flansche zusammengepreßt und die Längsschlitze verschweißt so daß durch Kontraktion des Schweißgutes beim Erkalten eine feste Verbindung zwischen Wellrohr und Flansch entsteht Die Abdichtung zwischen Wellrohr und Flansch wird durch Verschweißen beider Teile auf der vom Kabel abgekehrten Seite des Flansches erreichtIn Fig. 1 is the transition of the cable to the cooling zone of the termination, i.e. the low temperature zone of the End closure shown. The cable has an inner center formed by the first corrugated tube 1 Channel, a first evacuated ring channel formed by the corrugated tubes 1 and 2, a second through the corrugated tubes 2 and 3 formed annular channel, which contains liquid nitrogen and a third, through the Corrugated pipes 3 and 4 formed ring channel, which is also evacuated. All corrugated pipes are offset at their The ends are provided with flanges, i.e. the corrugated pipe 4 with the flange 5, the corrugated pipe 3 with the flange 6, the Corrugated pipe 2 with the flange 7 and the corrugated pipe 1 with the flange 8. To attach the flanges to the Corrugated pipes are provided with longitudinal slots on the side facing the cable and form-fit adapted to the corrugated pipe Thereupon the part of the flange which is positively adapted to the corrugated pipe is pressed together and the longitudinal slots welded so that by contraction of the weld metal when When it cools down, a solid connection between the corrugated pipe and the flange is created. The seal between the corrugated pipe and the flange is made by welding both parts on the side of the flange facing away from the cable achieved

Die Abdichtung der Vakuumkanäle gegen den Vakuumraum des Endverschlusses wird durch Bälge 9 und 10 hergestellt, die zwischen den jeweiligen, die entsprechenden Wellrohre abschließenden Flansche 5 und 6 sowie 7 und 8 vorgesehen sind. Diese Bälge, dieThe sealing of the vacuum channels against the vacuum space of the end closure is achieved by bellows 9 and 10 made between the respective, the corresponding corrugated pipes final flanges 5 and 6 and 7 and 8 are provided. These bellows that aus schlecht wärmeleitendem Material hergestellt sind, nur eine geringe Querschnittsfläche besitzen und hochelastisch sind, bringen die Vorteile, daß einmal wegen der geringen Querschnittsfläche die Wärmeleitung zwischen den einzelnen, durch sie verbundenen Flansche, die auf verschiedenen Temperaturniveaus liegen, nur sehr gering istare made of poorly thermally conductive material, have only a small cross-sectional area and are highly elastic, bring the advantages that on the one hand, because of the small cross-sectional area, the heat conduction between the individual, connected by them Flanges that are at different temperature levels is only very small

Alle parallel zueinanderliegenden Flansche können zur Verhinderung von Torsions-, Radial- und Axialbe-All flanges lying parallel to one another can be used to prevent torsional, radial and axial loads.

,o wegungen innerhalb des Kabels noch mit Stützelementen 12 versehen sein. Diese Stützelemente weisen mit Vorteil die Form von ebenen oder aus gekrümmten Flächen gebildeten Dreiecken auf, wobei die gegebenenfalls gekrümmten Seiten dieser Dreiecke an dem, o movements within the cable still be provided with support elements 12. These support elements have with Advantageously, the shape of flat triangles or triangles formed from curved surfaces, the possibly curved sides of these triangles on the kälteren Flansch und die Spitzen an dem wärmeren Flansch befestigt sind. Eine solche geometrische Gestaltung der Stützelemente trägt der Abhängigkeit ihrer Wärmeleitung von der Temperatur Rechnung, so daß diese insgesamt durch die Stützelemente hindurchthe colder flange and the tips are attached to the warmer flange. Such a geometric The design of the support elements takes into account the dependence of their heat conduction on the temperature, see above that this total through the support elements gering istis low

Flüssiger Stickstoff wird dem zweiten Ringkanal des Kabels über die Stickstoffleitung U zugeführtLiquid nitrogen is fed to the second ring channel of the cable via the nitrogen line U.

Mit dem Flansch 8 des ersten Wellrohres 1 ist ein Rohrmantel 13 verbunden, der den zentralen Kanal, derWith the flange 8 of the first corrugated pipe 1, a pipe jacket 13 is connected to the central channel, the an dieser Stelle erweitert ist, abschließt Dieser zentrale Kanal steht mit der Heliumzufuhrleitung 14 in Verbindung, so daß tiefkaltes Helium unter dem erforderlichen Druck von beispielsweise 10 ata in diesen eindringen kann.is expanded at this point, terminates this central channel with the helium supply line 14 in Connection so that cryogenic helium under the required pressure of, for example, 10 ata in these can penetrate.

Ein weiterer Rohrmantel 17 schließt den Vakuumraum 18 des Endverschlusses ab. Der Rohrmantel 17 ist dicht mit dem Flansch 5 des vierten Wellrohres 4 verbunden. Innerhalb des Vakuumraumes 18 ist ein zusätzliches Strahlungsschild 19 vorgesehen, welchesAnother pipe jacket 17 closes off the vacuum space 18 of the end closure. The pipe jacket 17 is tightly connected to the flange 5 of the fourth corrugated pipe 4. Inside the vacuum space 18 is a additional radiation shield 19 is provided, which wärmeleitend mit dem stickstoffgekühlten Flansch 7 des Stickstoffkanals des Kabels verbunden ist Hierdurch erübrigt sich mit Vorteil ein zusätzlicher Stickstoffraum des Endverschlusses. Das Strahlungsschild 19 ist über Abstandshalter 20 mit dem Flansch 8 derart verbunden,thermally conductive to the nitrogen-cooled flange 7 of the Nitrogen duct of the cable is connected. This advantageously makes an additional nitrogen space unnecessary of the termination. The radiation shield 19 is connected to the flange 8 via spacers 20 in such a way that daß axiale Relativbewegungen zwischen Strahlungsschild und Rohrmantel ermöglicht. Radial- und Torsionsbewegungen jedoch unterbunden werden, d. h. die Abstandshalter 20 sind in Richtungen, die axial zu dem Rohrmantel verlaufen, gleitend mit diesem, in Richtunthat enables axial relative movements between the radiation shield and the pipe jacket. However, radial and torsional movements are prevented, d. H. the Spacers 20 are slidable therewith in directions axially of the pipe jacket, in direction gen aber, die radial oder in Umfangsrichtung zu dem Rohrmantel verlaufen, starr mit diesem verbunden.However, the radial or circumferential direction to the Run pipe jacket, rigidly connected to this.

Der aus elektrisch leitenden Bändern, die wendelförmig auf einen aus Teilstücken bestehenden Kunststoffkern 14 gewickelt sind, bestehende Leiter 15 des KabelsThe conductor 15 of the cable, which consists of electrically conductive tapes which are helically wound on a plastic core 14 consisting of sections befindet sich innerhalb des zentralen Kanals, wobei die elektrische Isolierung 16 des Kabels zwischen Leiter und Wellrohr vorgesehen ist Dieser Leiter durchläuft den erweiterten zentralen Kanal 51 koaxial und ist an seinen Enden mit den Leitern der Kühlzone,is located within the central channel, with the electrical insulation 16 of the cable between Conductor and corrugated pipe is provided. This conductor runs through the enlarged central channel 51 coaxially and is at its ends with the ladders of the cooling zone, wie in F i g. 2 beschrieben, verbunden. Die Isolierung 16 bedeckt innerhalb des zentralen Kanals den Leiter 15 nur teilweise. Ein Teil des tiefkalten Heliums aus dem zentralen Kanal dringt entlang dem nicht isolierten Teilstück des Leiters durch die Lücken der wendelförmias in Fig. 2 described connected. Isolation 16 covers the conductor 15 only partially within the central channel. Part of the cryogenic helium from the central channel penetrates along the uninsulated section of the conductor through the gaps of the helical shape gen Wicklungen in den innersten Kabelquerschnitt und durchströmt diesen in Pfeilrichtung. Der Rest strömt, wie in F i g. 2 näher beschrieben, in die Kühlzone und dient zur Kühlung der in dieser angeordneten Leiter auf Heliumtemperatur.gen windings in the innermost cable cross-section and flows through this in the direction of the arrow. The remainder flows, as in FIG. 2 described in more detail, in the cooling zone and serves to cool the conductors arranged in this to helium temperature.

Innerhalb des zentralen Kanals der Tieftemperaturzone mündet ein druckfestes, aus einem elektrisch isolierenden Material bestehendes Rohr 21, z.B. aus einem glasfaserverstärktem Kunststoff hergestellt, dasInside the central channel of the low-temperature zone, a pressure-resistant and an electrical one opens out insulating material existing pipe 21, for example made of a glass fiber reinforced plastic, the

sich aus der warmen Zone über die Kühlzone in die Tieftemperaturzone des Endverschlusses erstreckt. Dieses Rohr ist unter Freilassung eines schmalen Ringspaltes 22 nahe dem Rohrmantel 13 des zentralen Kanals angeordnet Seine äußere Fläche wird über s einen elektrisch leitenden konischen Metallring 52, der mit Heliumdurchtrittsöffnungen 24 versehen ist, auf Erdpotential gehalten. Ein weiterer, ebenfalls mit Heliumdurchtrittsöffnungen 24 versehener konischer Metallring 25 liegt auf Leiterpotential. Diese Maßnahmen dienen zur Glättung der in diesem Übergangsgebiet auftretenden Spitzen der elektrischen Feldstärke.from the warm zone via the cooling zone to the Extends the low temperature zone of the end closure. This tube is leaving a narrow one Annular gap 22 is arranged near the pipe jacket 13 of the central channel. Its outer surface is about s an electrically conductive conical metal ring 52 which is provided with helium passage openings 24 on Earth potential held. Another conical one, also provided with helium passage openings 24 Metal ring 25 is at conductor potential. These measures serve to smooth the peaks of the electric field strength that occur in this transition area.

Alle Vakuumräume, also der erste und dritte Ringkanal des Kabels sowie der Vakuumraum 18 des Endverschlusses sind voneinander getrennt und über jeweils voneinander unabhängige Leitungen 26,27 und 28 evakuierbar, so daß beim Auftreten eines Lecks nicht das gesamte Vakuum innerhalb des Kabels und des Endverschlusses zusammenbricht Die Leitungen selbst sind an ihren Durchdringstellen durch Bauteile des Endverschlusses mit diesen Ober elastische Bälge 29 abgedichtetAll vacuum spaces, i.e. the first and third ring channels of the cable as well as the vacuum space 18 of the End closure are separated from one another and via lines 26, 27 and, which are independent of one another 28 can be evacuated, so that if a leak occurs, not all of the vacuum within the cable and the Termination collapses The lines themselves are at their penetration points through components of the End closure with these upper elastic bellows 29 sealed

In F i g. 2 ist die Fortsetzung des in F i g. 1 teilweise dargestellten Endverschlusses nach rechts, also in Richtung der warmen Zone dargestellt Sie umfaßt im wesentlichen die Kühlzone des Endverschlusses. In dieser Zone setzt sich der elektrische Leiter aus einer Reihe von Rohren 30 zusammen, die am kalten Ende Ober einen elektrisch leitenden Rohrboden 31, in die sie eingelötet sind, in Abstand gehalten werden. Am wärmen Ende sind die Rohre 30 direkt in Bohrungen in die Stirnseite eines dickwandigen Kupferrohres, das den Leiter 36 in der warmen Zone des Endverschlusses bildet, eingelötet, wobei radiale Stichbohrungen 32 den Innenraum der Rohre 30 mit dem Innenraum des Leiters 36 verbinden. Alle Rohre 30 sind von einem gemeinsamen Mantel 33 umgeben, der an seinen kalten Enden mit dem Rohrboden 31 und an seinem warmen Ende mit dem Leiter der warmen Zone gasdicht verbunden ist Mit letzterem allerdings unter Zwischen- *o legung eines elektrisch nicht leitenden Ringes 34, so daß der Mantel 33 keine Parallelleiter zu den Rohren 30 darstellen kann. Schließlich kann es noch von Bedeutung sein, zur Vermeidung von thermisch bedingten Spannungen zwischen Mantel und den in diesem befindlichen Rohren am kalten Ende des Mantels die Verbindung zwischen dem Rohrboden 31 und dem Mantel elastisch, z. B. über einen Balg 35, zu gestalten.In Fig. 2 is the continuation of the in FIG. 1 partially shown end closure to the right, that is shown in the direction of the warm zone It essentially comprises the cooling zone of the end closure. In this zone, the electrical conductor is composed of a series of tubes 30, which at the cold end are held at a distance by an electrically conductive tube sheet 31 into which they are soldered. At the warm end, the tubes 30 are soldered directly into bores in the end face of a thick-walled copper tube, which forms the conductor 36 in the warm zone of the end closure, with radial branch bores 32 connecting the interior of the tubes 30 with the interior of the conductor 36. All pipes 30 are surrounded by a common sheath 33 which is connected at its cold ends to the tube sheet 31 and at its warm end to the head of the warm zone gas-tight with the latter, however, the interposition * o interpretation of an electrically non-conductive ring 34, so that the jacket 33 cannot represent a parallel conductor to the tubes 30. Finally, it can also be important to avoid thermally induced stresses between the jacket and the pipes located in this at the cold end of the jacket, the connection between the tube sheet 31 and the jacket elastically, for. B. via a bellows 35 to shape.

Tiefkaltes flüssiges Helium strömt nun aus dem zentralen Kanal des Tieftemperaturteils in die elektrisch so leitenden Rohre 30 der Kühlzone und kühlt diese. Das erwärmte Helium verläßt den Endverschluß über das Innere des Leiters 36 der warmen Zone. Der elektrische Strom fließt vom Leiter 36 der warmen Zone über die Rohre 30 der Kühlzone und den diese miteinander verbindenden Rohrboden 31 in den Leiter 15 des Kabels. Der Zwischenraum zwischen den Rohren ist mit Vorteil entweder evakuiert oder mit Helium konstanten Druckes ausgefülltCryogenic liquid helium now flows out of the central channel of the low-temperature part into the electrically so conductive tubes 30 of the cooling zone and cools them. The heated helium leaves the end seal via the Inside of the conductor 36 of the warm zone. The electrical current flows from the conductor 36 of the warm zone via the Tubes 30 of the cooling zone and the tube sheet 31 connecting them to one another in the conductor 15 of the Cable. The space between the tubes is with Advantage either evacuated or filled with helium of constant pressure

Zur Abtrennung der Kühlzone von der warmen Zone des Endverschlusses, ist auf der Höhe des warmen Endes der Kühlzone eine Flanschverbindung aus zwei Flanschen 39 und 40 vorgesehen, wobei der Flansch 39 mit dem Ende des Rohrmantels 13 fest verbunden ist Zwischen den beiden Flanschen befinden sich zweiTo separate the cooling zone from the warm zone of the end cap is at the same level as the warm one At the end of the cooling zone, a flange connection consisting of two flanges 39 and 40 is provided, the flange 39 is firmly connected to the end of the pipe jacket 13 between the two flanges are two Dichtungen 45 und 46 mit einem dazwischen liegenden Ringraum 41, der über einen Entlüftungskanal 42 mit der Atmosphäre verbunden ist. Somit dichtet die Dichtung 45 den Vakuumraum gegen den Entlüftungskanal ab, während die Dichtung 46 den Heliumteil des Endverschlusses, den ölraum 38 der warmen Zone und den Entlüftungskanal gegeneinander abdichtet Schließlich ist der Vakuummantel 17 des Endverschlusses ebenso wie das eine Ende des Porzellanisolators 37 fest mit dem Flansch 40 verbunden. Zu letzterem dient eine Schraubenverbindung 44.Seals 45 and 46 with an intermediate annular space 41, which via a ventilation channel 42 with the Atmosphere. Thus, the seal 45 seals the vacuum space from the ventilation channel, while the seal 46 contains the helium portion of the end cap, the oil space 38 of the warm zone and the Ventilation ducts seal against each other. Finally, the vacuum jacket 17 of the end closure is the same like one end of the porcelain insulator 37 firmly connected to the flange 40. One is used for the latter Screw connection 44.

Diese Art der Abdichtung bringt folgenden Vorteil: Bei einer Beschädigung der Dichtung 46 kann unter relativ hohem Druck stehendes Helium aus dem zentralen Kanal nicht unmittelbar in den Vakuumraum 18 eintreten, was zu einem Zusammenbrechen der Wärmeisolation des Endverschlusses führen wurde, sondern dieses wird direkt über den Entlüftungskanal 42 abgeführt Eine Beschädigung des Dichtringes 46 führt also lediglich zu gewissen Heliumverlusten. Andererseits verhindert der Dichtring 45 das Eindringen von Luft in den Vakuumraum über den Entlüftungskanal 42.This type of seal has the following advantage: If the seal 46 is damaged, it can accommodate Helium at relatively high pressure from the central channel does not enter the vacuum space directly 18 occur, which would lead to a breakdown of the thermal insulation of the termination, Instead, it is discharged directly via the ventilation channel 42. Damage to the sealing ring 46 leads to it so only to certain helium losses. On the other hand, the sealing ring 45 prevents the penetration of Air into the vacuum space via the vent channel 42.

Insgesamt ermöglicht diese Abdichtkonzeption somit auf einfache und doch sichere Art und Weise eine vollständige Abtrennung aller im Endverschluß voneinander zu trennenden Räume, also des Vakuumraumes 18, des zentralen Kanals sowie des ölraumes 38 mittels einer einzigen Flanschverbindung. Somit ergibt sich aber, daß bei Störungen das Innere des Endverschlusses leicht zugänglich gemacht werden kann.Overall, this sealing concept thus enables a simple and yet safe way complete separation of all spaces to be separated from each other in the end seal, i.e. the vacuum space 18, the central channel and the oil chamber 38 by means of a single flange connection. Thus it results but that in the event of malfunctions, the interior of the termination can be made easily accessible.

Die F i g. 3 zeigt die Fortsetzung des Endverschlusses gemäß F i g. 2 nach rechts. Sie beschreibt im wesentlichen die warme Zone des Endverschlusses. Hierbei stellt 36 den elektrischen Leiter dar.The F i g. 3 shows the continuation of the end closure according to FIG. 2 to the right. It essentially describes the warm zone of the end closure. Here represents 36 represents the electrical conductor.

Gasförmiges warmes Helium wird aus der Kühlzone kommend über das Innere des Leiters 36 abgezogen und einer hier nicht dargestellten Heliumkälteanlage direkt zugeführtGaseous warm helium is drawn off coming from the cooling zone via the interior of the conductor 36 and fed directly to a helium refrigeration system, not shown here

Das druckfeste Kunststoffrohr 21 endet in dieser Zone. An seinem Ende ist es über die Dichtung 43 gegen den Leiter 36 abgedichtet Über einen mittleren Bereich seines Verlaufes in der warmen Zone ist das Rohr mit einer zusätzlichen Isolierschicht 49 versehen.The pressure-resistant plastic pipe 21 ends in this zone. At its end it is against the seal 43 the conductor 36 sealed over a central area of its course in the warm zone, the pipe is with an additional insulating layer 49 is provided.

Der Porzellanisolator 37 erstreckt sich über die gesamte warme Zone des Endverschlusses unter Bildung eines ölraumes 38. Die warme Zone kann also in bekannter Weise ausgeführt werden.The porcelain insulator 37 extends below the entire warm zone of the end closure Formation of an oil space 38. The warm zone can therefore be carried out in a known manner.

Da das Kunststoffrohr 21 sich über alle drei dem Endverschluß zugrunde liegenden Zonen erstreckt, ist es verschieden, insbesondere thermischen und mechanischen Belastungen ausgesetzt Es besitzt einen Temperaturgradienten, der von relativ hohen Temperaturen in der wärmen Zone bis hin zu Temperaturen nahe dem absoluten Nullpunkt reicht Es muß also eine gute thermische Beständigkeit aufweisen. Darüber hinaus ist es in der warmen Zone einem relativ hohen Druck von etwa 10 ata ausgesetzt, so daß es also auch druckfest sein muß. Diese Druckbelastung ergibt sich daraus, daß der ölraum 38 z.B. unter Atmosphärendruck steht während der Raum zwischen dem Leiter 36 und dem Kunststoffrohr 21, der durch die Dichtung 43 gegen den ölraum 38 abgedichtet ist mit Helium unter relativ hohem Druck, nämlich dem Druck des zentralen Kanals, beaufschlagt istSince the plastic pipe 21 extends over all three zones on which the end closure is based it is different, especially exposed to thermal and mechanical loads the warm zone extends to temperatures close to absolute zero so it has to be a good one have thermal resistance. In addition, there is a relatively high pressure of in the warm zone exposed to about 10 ata, so it must also be pressure-resistant. This pressure load results from the fact that the oil space 38 is under atmospheric pressure, for example, while the space between the conductor 36 and the Plastic pipe 21, which is sealed by the seal 43 against the oil space 38 with helium under relative high pressure, namely the pressure of the central channel, is applied

Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings

Claims (21)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Endverschluß für ein tiefgekühltes, einen thermisch isolierten zentralen Kanal und mehrere durch koaxiale Wellrohre gebildete Ringkanäle enthaltendes Kabel, wobei der elektrische Leiter und die elektrische Isolierung im zentralen Kanal angeordnet sind, mit einer Tieftemperaturzone, einer Kühlzone und einer warmen Zone, wobei der elektrische Strom über geeignete Leiter die warme Zone, die Kühlzone und die Tieftemperaturzone, die1. End cap for a frozen one thermally insulated central channel and several ring channels formed by coaxial corrugated pipes containing cable, the electrical conductor and the electrical insulation in the central channel are arranged, with a low temperature zone, a cooling zone and a warm zone, the electric current through suitable conductors the warm zone, the cooling zone and the low temperature zone, the in dieser Reihenfolge angeordnet sind, durchfließt, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Leiter in der Kühlzone aus einem oder mehreren parallelgeschalteten Rohren (30) besteht, deren Wände und/oder Einbauten elektrisch leitfähig sind, die Strömungsquerschnitte für das Kältemittel aufweisen und auf der Seite der Tieftemperaturzone mit dem Leiter (15) des Kabels und auf der Seite der warmen Zone mit dem Leiter (36) der warmen Zone elektrisch leitend verbunden sind, daß die elektrische Isolierung in der Tieftemperaturzone einen axialen Ringkanal (51) für tiefkaltes Kältemittel aufweist, der einerseits mit einer auf Erdpotential befindlichen Kältemittelzuleitung (14) und andererseits sowohl mit dem innersten Raum des zentralen Kanals des Kabels als auch mit dem Strömungsquerschnitt der Rohre (30) des Leiters der Kühlzone in Verbindung steht, und daß als Teil der elektrischen Isolierung ein druckfestes Kunststoffrohr (21) vorgesehen ist, das die jeweiligen Leiter umgebend sich aus der Tieftemperaturzone über die Kühlzone in die warme Zone des Endverschlusses erstrecktare arranged in this order, flows through, characterized in that the electrical conductor in the cooling zone from one or a plurality of parallel-connected pipes (30), the walls and / or fixtures of which are electrically conductive, have flow cross-sections for the refrigerant and on the side of the low-temperature zone with the conductor (15) of the cable and on the Side of the warm zone with the conductor (36) of the warm zone are electrically conductively connected that the electrical insulation in the low-temperature zone has an axial ring channel (51) for low-temperature refrigerant, which on the one hand is connected to a ground potential located refrigerant supply line (14) and on the other hand both with the innermost space of the central Channel of the cable as well as with the flow cross-section of the tubes (30) of the conductor of the cooling zone in Connection is, and that as part of the electrical insulation, a pressure-resistant plastic pipe (21) it is provided that the respective conductor surrounding each other from the low-temperature zone via the cooling zone extends into the warm zone of the termination 2. Endverschluß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tieftemperaturzone und die Kühlzone einen gemeinsamen Vakuumraum (18) aufweisen.2. End closure according to claim 1, characterized in that the low temperature zone and the Cooling zone have a common vacuum space (18). 3. Endverschluß nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Vakuumraumes (18) ein Strahlungsschild (19) vorgesehen ist, der wärmeleitend mit dem durch ein Kühlmittel gekühlten Strahlungsschild des Kabels in Verbindung steht3. End closure according to claim 2, characterized in that within the vacuum space (18) a radiation shield (19) is provided, which conducts heat to the through a coolant cooled radiation shield of the cable 4. Endverschluß nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet daß der Vakuumraum (18) teilweise mit Vielschichtisolierung versehen ist4. End closure according to claim 2 or 3, characterized in that the vacuum space (18) is partially is provided with multilayer insulation 5. Endverschluß nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet daß die Rohre (30) der Kühlzone und/oder ihre Einbauten aus einem elektrisch leitenden Material hergestellt sind, dessen so spezifischer Widerstand im Bereich der Betriebstemperatur Tetwa mit 7* wächst wobei π > 0,5 ist5. End closure according to one of claims 1 to 4, characterized in that the tubes (30) of the cooling zone and / or their internals are made of an electrically conductive material whose specific resistance in the range of the operating temperature Tetwa increases with 7 * where π> 0.5 is 6. Endverschluß nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet daß die Rohre (30) der Kühlzone von einem gemeinsamen Mantel (33) umgeben sind, der ganz oder teilweise aus elektrisch isolierendem Material besteht oder mindestens eine elektrisch isolierende Verbindungsstelle (34) enthält6. End closure according to one of claims 1 to 5, characterized in that the tubes (30) of the The cooling zone is surrounded by a common jacket (33) which is entirely or partially made of electrically insulating material or contains at least one electrically insulating connection point (34) 7. Endverschluß nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet daß die Rohre (30) der Kühlzone an ihrem warmen Ende direkt in Bohrungen in der Stirnseite eines dickwandigen Kupferrohres (36), das den Leiter in der warmen Zone des Endverschlusses bildet eingelötet sind, wobei radiale Stichbohrungen (32) die Innenräume der Rohre (30) der Kühlzone mit dem Innenraum des dickwandigen Kupferrohres verbinden.7. End closure according to one of claims 1 to 6, characterized in that the tubes (30) of the Cooling zone at its warm end directly into holes in the face of a thick-walled Copper pipe (36), which forms the conductor in the warm zone of the end cap, are soldered in, wherein radial branch bores (32) the interiors of the tubes (30) of the cooling zone with the interior of the connect thick-walled copper pipe. 8. Endverschluß nach Anspruch 6, dadurch8. End closure according to claim 6, characterized gekennzeichnet daß eine abdichtende Verbindung zwischen Rohrboden (31) und Mantel (33) am kalten Ende der Kühlzone über einen elastischen Balg (35) hergestellt istcharacterized in that a sealing connection between the tube sheet (31) and jacket (33) on the cold The end of the cooling zone is made via an elastic bellows (35) 9. Endverschluß nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet daß der Zwischenraum zwischen den Rohren (30) der Kühlzone und dem Mantel evakuiert oder mit Kältemittel konstanten Druckes ausgefüllt ist9. End closure according to one of claims 6 to 8, characterized in that the intermediate space between the tubes (30) of the cooling zone and the jacket evacuated or with constant refrigerant Is filled out 10. Endverschluß nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet daß auf der Höhe des warmen Endes der Kühlzone eine Flanschverbindung aus zwei Flanschen (39, 40) mit zwei Dichtungen (45, 46) und einem Ringraum (41) zwischen den beiden Dichtungen vorgesehen ist wobei die eine Dichtung (45) den Vakuumraum (18) vom Ringraum (41) trennt und die andere Dichtung (46) den Ringraum (41), den Ölraum (38) und den zentralen Kanal gegeneinander abdichtet indem sie an den beiden Flanschen (39,40) und mittelbar oder unmittelbar an der äußeren Oberfläche des Kunststoffrohres (21) anliegt10. End closure according to one of claims 1 to 9, characterized in that at the level of the warm end of the cooling zone a flange connection of two flanges (39, 40) with two Seals (45, 46) and an annular space (41) is provided between the two seals one seal (45) separating the vacuum space (18) from the annular space (41) and the other seal (46) the annular space (41), the oil space (38) and the central channel are sealed against each other by rests against the two flanges (39, 40) and directly or indirectly against the outer surface of the plastic tube (21) 11. Endverschluß nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet daß der Ringraum (41) entweder durch eine Bohrung mit dem ölraum oder durch einen Entlüftungskanal (42) mit der Atmosphäre in Verbindung steht11. End closure according to claim 10, characterized in that the annular space (41) either through a bore with the oil space or through a ventilation duct (42) with the atmosphere Connection 12. Endverschluß nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurcL gekennzeichnet daß der Leiter (36) in der wannen Zone von einem, von dem Leiter selbst und einem Porzellanisolator (37) begrenzten Raum (38) umgeben ist, in den sich das druckfeste Kunststoffrohr (21) als Isolierring erstreckt daß dieser Raum außerhalb des Kunststoffrohres (21) mit öl gefüllt ist und daß der Spalt zwischen Leiter und Kunststoffrohr an dessen oberen Ende (43) abgedichtet ist12. End closure according to one of claims 1 to 11, characterized in that the conductor (36) in the tub zone is delimited by the conductor itself and a porcelain insulator (37) (38) is surrounded, in which the pressure-resistant plastic tube (21) extends as an insulating ring that this space outside the plastic tube (21) is filled with oil and that the gap between the conductor and Plastic pipe is sealed at the upper end (43) 13. Endverschluß nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet daß sich der Porzellanisolator (37) zumindest über einen Teil der Kühlzone erstreckt und an seinem kabelseitigen Ende mit dem äußeren Mantel (17) des Vakuumraumes (18) öldicht verbunden ist13. End closure according to claim 12, characterized in that the porcelain insulator (37) extends at least over part of the cooling zone and at its cable-side end with the outer one Jacket (17) of the vacuum space (18) is connected in an oil-tight manner 14. Endverschluß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Enden der Vakuumkanäle des in die Tieftemperaturzone mündenden Kabels über elastische Bälge (9, 10) mit hohem Wärmewiderstand gasdicht abgeschlossen sind.14. End closure according to claim 1, characterized in that the ends of the vacuum channels of the cable opening into the low-temperature zone are sealed gas-tight via elastic bellows (9, 10) with high thermal resistance. 15. Endverschluß nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet daß die beiden jeweils einen Vakuumkanal bildenden Wellrohre (1, 2; 3, 4) des Kabels an ihren Enden mit gegeneinander versetzten Flanschen (8, 7; 6,5) versehen sind und daß der Balg (9, 8) jeweils zwischen zwei Flanschen angeordnet ist15. End closure according to claim 14, characterized in that the two each have one Corrugated tubes (1, 2; 3, 4) of the cable forming the vacuum channel are provided at their ends with mutually offset flanges (8, 7; 6.5) and that the Bellows (9, 8) is arranged between two flanges 16. Endverschluß nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet daß die Flansche (5, 6; 7, 8) formschlüssig den Wellrohren des Kabels angepaßt, mit kabelseitigen Längsschlitzen versehen, durch beim Verschweißen der Längsschlitze an der Kabelseite erzeugte Schrumpfspannungen kraftschlüssig mit den Wellrohren verbunden und durch Dichtschweißung mit dem Wellrohr an der von Längskräften in den Wellrohren freien kabelfernen Seite abgedichtet sind.16. End closure according to claim 5, characterized in that the flanges (5, 6; 7, 8) form-fittingly adapted to the corrugated tubes of the cable, provided with longitudinal slots on the cable side, through when the longitudinal slots are welded together on the cable side, the shrinkage stresses are positively connected to the corrugated pipes and through Sealing welding with the corrugated pipe at the cable distant from the longitudinal forces in the corrugated pipes Side are sealed. 17. Endverschluß nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet daß zwischen den beiden Flanschen verschiedener Temperatur Abstützelemente (12), die17. End closure according to claim 15, characterized in that between the two flanges different temperature support elements (12), the die Form von ebenen oder aus gekrümmten Flächen gebildeten Dreiecken aufweisen, in im wesentlichen axialer Richtung vorgesehen sind, derart, daß die gegebenenfalls gekrümmten Seiten dieser Dreiecke an dem kälteren Flansch und die Spitze.! an dem wärmeren Flansch befestigt sind.have the shape of flat triangles or triangles formed from curved surfaces, essentially axial direction are provided in such a way that the possibly curved sides of these triangles on the colder flange and the tip.! are attached to the warmer flange. 18. Endverschluß nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß in der Tieftemperaturzone Abstandshalter (20) an dem den zentralen Kanal bildenden Rohrmantel (13) angebracht sind, wobei jeder Abstandshalter radial und/oder in Umfangsrichtung starr und in axialer Richtung gleitend mit dem Strahlungsschild (19) verbunden ist18. End closure according to one of claims 1 to 16, characterized in that spacers (20) on the central one in the low-temperature zone Channel-forming pipe jacket (13) are attached, each spacer being radial and / or in Is rigidly connected circumferentially and slidably in the axial direction to the radiation shield (19) 19. Endverschluß nach einem der Ansprüche 1 bis19. End closure according to one of claims 1 to 18, dadurch gekennzeichnet, daß im Ringkanal (51) ein wendeiförmiger, elektrisch isolierender Abstandshalter eingebaut ist, durch den für das Kältemittel ein schraubenförmiger Strömungskanal gebildet ist18, characterized in that in the ring channel (51) a helical, electrically insulating spacer is installed through which the Refrigerant a helical flow channel is formed 20. Endverschluß nach einem der Ansprüche 1 bis20. End closure according to one of claims 1 to 19, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder beide Begrenzungswände des Ringkanals ähnlich Freiluftisolatoren mit Stufen versehen sind.19, characterized in that one or both boundary walls of the annular channel are provided with steps similar to outdoor insulators. 21. Endverschluß nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß am Ende der warmen Zone ein Rohr oder ein Schlauch aus einem elektrisch nicht leitendem Material vorgesehen ist, das den Innenraum des Leiters mit äußeren, auf Erdpotential befindlichen Kältemittelleitungen verbindet21. End closure according to one of claims 1 to 19, characterized in that at the end of the a pipe or hose made of an electrically non-conductive material is provided in the warm zone, which connects the interior of the conductor with external refrigerant lines that are at ground potential
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