TW200806938A - Multi-bath apparatus and method for cooling superconductors - Google Patents

Description

200806938 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 -般而言’本發明係關於超導體，且更明確而言係關於 一種用於冷卻超導體之多浸泡槽裝置及方法。 【先前技術】 冋/皿超導（HTS)器件可在_較寬溫度範圍上操作，但通 常最好在低於其臨界轉變溫度的溫度下操作。對於許多

HTS器件而言，該些較佳操作溫度係低於液氮之正常彿點 (77.4 K) 〇 超導體係公認為理想的電流限制器，因為在其超導狀態 與非超導狀態之間其導電能力的一固有對比。故障電流限 制器（FCL)係將較大故障電流減小至諸如斷路器之傳統設 備可女全處理之較低位準的熟知器件。—般且理想上，一 FCL在一整體系統（例如一電網）之背景下操作，益障礙 1)直到發生一故障電流事件。一發生此類事 件丄電流限制器便會減小該事件之強度，使得下游斷路器 了女王地處理該事件。一曰塞Aik 'Μ 4- 一事件過去，該等斷路器及FCL· 係重置並返回至正常、無障礙操作。 當一超導體在其超導狀態下操料，其極少或不提供任 何電阻n當超導體在其非超導狀態下操作時， 阻會急劇增加。由於該些相反狀態，超導體係理想地適用 於電流限制應 1，而從超導狀態（即幾乎完美電性導體）至 非超導（即正常電阻）狀態之轉變係稱為淬火。在FCL之背 景下’淬火在故障電流發生時發生，從而影響超導體二 119177.doc 200806938 超導狀態至非超導狀態之轉變。 超導FCL係—般設計使得在正常操作期間，操作電流保 持在-指定臨界值或低於該指定臨界值，#間該超導體在 操作:遭受極少或無任何功率損失（即i2r)。然而，若發生 一故障電流’則超導FCL會突然提供增加的阻抗。在該些 特徵下，超導FCL正在快速地接近廣泛且公認的商業^

如上所述，HTS H件最好在低於氮之正f沸點（77 4 κ) 之/皿度下刼作。因為出於成本及設計效率原因，氮一般係 選擇用於冷卻HTSfl件之媒介，故料器件-般係冷卻至 在氮之正常沸點與凝固點（63 2 κ)之間的一溫度。 上提供電花之極佳媒介。然而，—旦超導FCL由於一或多 個故障電流事件而經受—淬火，便可證明復原超導狀態不 夠决速且A率不^_。此外，在_破壞過冷卻之均勻性之故 障電流事件之後，使m過冷卻、液氮之優點_直難 —^知對於高於凝固（或三相）點且低於臨界壓力之任何特 定操作溫度’存在使液相存在的一唯一最小操作壓力，稱 為飽和£力。當維持操作溫度恆定並增加操作壓力超過談 飽和展力日夺，液氮會變成_過冷卻液體。過冷卻且加塵液 氮係-用於同時冷卻超導虹以及在高電麼環境内在電阻 以維持 總之，超導FCL藉由將電流限制器之阻抗從正常操作期 門的里心零值改’欠(例如增加)至一更高電流限制值來減小 故障電流之影響。超導體理想地執行此功能，由於在其超 119177.doc 200806938 【發明内容】 導狀態與非超導狀態之間的一固有對比 '然而，為了有效 及循環地用作_FCL，該等超導體必須在一或多個故障電 抓事件之後以一快速且有效率的方式回到其肖導狀態。 一種用於冷卻超導體之多浸泡槽裝置及方法包括：一包 3第低溫劑之冷卻浸泡槽，該冷卻浸泡槽環繞一超導 器件並維持在-第—壓力下；及_包含_第二低溫劑之防

蒦:泡槽°亥防遵次泡槽環繞該冷卻浸泡槽並維持在一第 -壓力下’其中該冷卻浸泡槽與該防護浸泡槽係相互處於 了熱關叙中且該第一塵力一|超過該第二壓力。較佳的 係，該第-低溫劑係過冷卻，該第二低溫劑係飽和，該等 低溫劑係（例如）液氮，而該超導器件係（例如）一高溫超導 $件’例如_故障電流限制器。在該超導器件遭受一熱破 壞之後，g第-壓力係復原到該冷卻浸泡槽而該第二廢力 係復原到該防護浸泡槽。 【實施方式】 現在參考圖1，描述低溫系統10，其中依據—第一較佳 具體實施例來實施本發明配置。更明確而纟，圖1#低溫 系統10之示意圖，包含其最基本元件，包括超導器件12, 例如-故障電流限制器、變M器、馬達、產生器或類似 等。 、 超導器件12係至少部分地（且較佳的係全部）由第一低溫 劑14所環繞（並浸入該第—低溫劑14係包含於用於定義 冷卻或内部浸泡槽20之内部容器18之内壁16内。以類似方 I19177.doc 200806938 式内係至少部分地（且較佳的係全 溫劑22所賴（並浸人），㈣：低溫劑㈣

二=與用於定義防護或外部浸泡槽3〇之低温恆溫器I 土 6所包含亚在其之間。如將會詳細描述的，△卻沒 :㈣及防護浸泡槽3。係相互熱接觸(即一熱交換關係)： 但亚未相互連接’即一浸泡槽之低溫劑不會混合另一浸泡 =^溫劑。冷卻浸泡槽2〇本質上係被動的，即其僅回應 :¥為件12或防護浸泡槽3()之溫度變化。較佳的係，需要 時’ -適當的冷卻浸泡槽2〇之尺寸係選擇以提供足夠冷卻 給料器件12 ’且同樣地，—適當的防護浸泡槽30之尺寸 係選擇以提供足夠冷卻給冷卻浸泡㈣，包括在該等浸泡 槽之間的一適當比率。如此’冷卻浸泡槽2〇_般賦予均勻 的冷卻給超導體12,而防護浸泡槽30-般賦予均勻的冷卻 給冷卻浸泡槽2 〇。 車乂佳的係，低溫恆溫器28係由標準低溫材料來形成，例 如包括在低溫恆溫器28之内壁26處形成並環繞其之真空絕 緣層32，以便將冷卻浸泡槽2〇及防護浸泡槽％與低溫恆溫 =28外部的周圍大氣33熱絕緣。同樣地，内部容器a亦較 ‘地由標準低溫材料來形成，例如包括較佳的金屬材料 (例如銅或不銹鋼）或非金屬材料。 如所示，冷卻浸泡槽20包含第一低溫劑14而防護浸泡槽 3〇包含第二低溫劑22。較佳的係（但不一定），第一低溫^ 14與第二低溫劑22係一相同低溫流體（例如氮）之液體形 式，但其較佳的係維持在不同熱力學狀態下，將詳細描述 H9l77.doc -10- 200806938 如下。其他適當的低溫流體包括空氣、氖及類似物，且第 :低溫劑14與第二低溫劑22還可使用不同低溫流體來形 成。不論如何，相對於對庫於窜 θ 对應於弟二低溫劑22之溫度的飽和 壓力’弟一低溫劑14較佳的得絡4古+ 1土旳係維持在一升高壓力下。對於 兩個低溫劑14及22包含相同你、、w、、古触。， 低’皿/瓜體（例如氮）之情況，則 弟一低溫劑14之壓力相斜於结 祁對於弟二低溫劑22將會更高。由 此，第一低溫劑14係過洽;g卩而隹^ 而弟一低溫劑2 2係飽和。總

之： 浸泡槽 低〉盈劑 壓力 狀態 冷卻浸泡槽2 0 第一低溫劑14 更雨 過冷卻 防護浸泡槽3 0 弟—低溫劑22 更低 飽和 外部浸泡槽3G之壓力係由該外部浸泡槽之溫度所決定，因 為該第二低溫劑之飽和狀態，即㈣力係為了將第二低溫 劑22維持在-特定溫度下。内部浸泡槽2()之壓力係由該超 導體之電氣需求所決定’即該壓力係為了使第一低溫劑Μ 將防止或減小由於高電壓環境所引起之火花放電機會。獨 立地，第-低溫劑i4之溫度（其—般幾乎相同於第二低溫 劑22之溫度）係依據超導器件12之超導特徵及需求來決 定。除了維持所需壓力外，不需要其他條件來實現第一低 溫劑14之均勻過冷卻。 較佳的係，内部容器18係與從其表面36延伸的延伸管34 流體流通，第一低溫劑14自由地流入延伸管34内，延伸管 34延伸並透過低溫恆溫器28之表面38。透過較佳的管路配 119177.doc •11- 200806938 ‘ =40 ’延伸官34係處於開放流通於低溫儲存槽料之槽頂部 =間42(即-含氣體區域），低溫儲存槽料在儲存的液體低 溫劑46上方具有槽頂部空間&更明確而言，在正常待命 操作期間，第一閥Vl係開啟並介接於内部容器18之延伸管 : Μ與低溫儲存槽44之槽頂部空間42之間。冷卻浸泡槽2〇之 [力係因此而維持且_般等於低溫儲存槽料内的壓力。 低級儲存槽44内的儲存液體低溫劑46較佳的係與第一 • ”劑14及第二低溫劑以為相同流體。液體位準52;義防 護浸泡槽30之一液體/氣體界面。位準52係維持在超導器 件12之頂部上方，較佳的位準取決於該系統之配管及内部 配置。較佳的管路配置4〇提供用於在低溫儲存槽料的儲存 液體低脈劑46與防護浸泡槽3〇内之間的流體流通。第二閥 %較佳的係介接於在低溫儲存槽44内的儲存液體低溫劑粍 與低溫恆溫器28之低溫恆溫器頂部空間50之間。閥Vl係在 必需復原或維持液體位準52時開啟。在較佳配置4〇中，對 瞻 於相同流體的低溫劑46、14及22，儲存槽44一般會處於一 大於第一低/JHL劑22之壓力下，從而確保在任何時候閥％係 • 開啟時從儲存容器44流入防護浸泡槽3〇内。 士所示起^杰件12係至少部分（且較佳的係全部）由第 一低溫劑14所環繞（並浸入），該第一低溫劑14係包含於用 於定義冷卻浸泡槽20之内部容器18之内壁16内。此外，超 導器件12係透過延伸進入低溫恆温器28以連接至超導器件 12之兩個或兩個以上高電壓導線54(例如1〇至200 kV)與一 或多個高電壓電源（未顯示）（例如一電力網或類似物）電性 II9177.doc -12- 200806938 流通。咼電壓導線54藉由熟知的技術（例如利用一高電壓 套管介面（未顯示））透過低溫恆溫器28而連接至超導器件 12 ° 因為在冷卻浸泡槽20與防護浸泡槽3〇之間的實體（及因 二 此的熱）連接（其表面區域接觸可藉由使用鰭狀物或類似功 • 能表面來提高，未顯示），該等兩個浸泡槽係維持在相同 近似溫度下，該溫度一般係基於超導器件12之所需操作特 • 徵來選擇。如前述，由於系統一般將冷卻浸泡槽20維持 在回於防濩浸泡槽3〇之壓力下，因此第一低溫劑14將會 自然過冷卻。 較佳的係，在低溫儲存槽44之槽頂部空間42内的加壓氣 體係屬於與在冷卻浸泡槽20内的低溫劑及在延伸管34内的 加壓氣體相同之材料種類。冷卻浸泡槽20之壓力係維持在 超過該防護浸泡槽之壓力的一位準處。冷卻浸泡槽20之壓 力較佳的係透過延伸管34係處於開放流通於低溫儲存槽料 籲 <才曰頂部空間42來維持。在正常操作中，閥VA開啟，因 此冷卻浸泡槽20之塵力將會維持在本質上等於低溫儲存样 • 44之壓力下。 曰 ； 。。較佳的係，防護浸泡槽川係透過使用一或多個壓力維持 :件而維持在一指定溫度（及因此的壓力）下。一此類器件 係冷部杰件58(例如一機械冷凍機、低溫冷卻器或類似 =)’其與低溫恒溫器28之低溫頂部空間5〇熱接觸（即二熱 =換關係）。載入第二低溫劑液體22内的任何熱均會引起 八沸騰。冷卻器件58將該第二低溫劑氣體冷凝回到一液 ^^lVT.doc 13 200806938 體。：广冷卻器件58所提供之冷卻維持防護浸泡槽30 之所需壓力（及因此的溫度）。 =^統_可藉由結合下列將防護浸泡槽轉持在 1疋壓力（及因此的溫度）與液體位準52下而不使用冷卻器 件58:0耗合至由閥v3致動之真空鼓風機6〇(另—麼力維持 :通亂線路7〇,藉此閱％之開啟及關閉與鼓風機60 =速又❹-時間、速率及數量來控制，以維持 槽30之所需壓力，較佳的在 ^ 、係错由適^的控制邏輯（未顯 不），及η)來自低溫儲存梓4 诚仔槽44内的储存液體低溫 體補給，由較佳的管路配置40之閥V2來致動’藉此闕％之 開啟及關閉係以-時間、速率及數量來控制，以維持防禮 =:3°之第二低溫劑22之所需液體位準…較佳的係： 由適^的控制邏輯（未顯示）。真空鼓風機6〇係僅在防護浸 泡槽3〇之所需塵力低於低溫值溫器28外部之周圍大氣取 壓力之情況下需要。 · 因為在冷卻浸泡槽20與防護浸泡槽30之間的實體（及因 此的熱）連接，在冷卻浸泡槽2〇内的第-低溫劑14之液體 位準56將自然上升到防護浸泡槽3〇内的第二低溫劑22之至 〆液體位準52。在此方面並比較外部浸泡槽％，内部浸泡 槽2〇係被動的。如此，液體位準财義延伸管34内的冷卻 浸泡槽2〇之一液體/氣體界面。換言之，進入延伸管34内 的線：如係一用於延伸管冲頂部空間之氣體屢力構件。 韦操作中’閥V,係始終開啟並如此在延伸管内的頂 部空間係與儲存槽44内的頂部空間42處於相同塵力下。頂 119177.doc 200806938 部空間42之I力係藉由任—傳統構件來分離地維持。從 此占有利地利用熟知大容積健存槽之壓力技術來冷卻 該内部浸泡槽，並由於頂部空間42之固有穩定性而為該系 、、先提供£大fe疋性。冷卻浸泡槽2〇之第一低溫劑^之液 體位準56將會在内部容器18之延伸㈣内上升到高於第二 低溫劑22之液體位準52的—位準處，由於第-低溫劑14其 本身較高的麼力而最終加熱至一更高的飽和溫度。不需要 主動控制液體位準56，因為第一液體低溫齊m將會沸騰或 來自L伸吕34之加堡氣體將會冷凝，以被動地維持液體位 準56高於液體位準52。 與延伸管34相連接之線路4G之主要功能係用於提供—加 屋氣體至該第-低溫劑。線路4〇之次要功能係用於提供將 會冷凝以產生冷卻浸泡槽2〇之液體位準％的氣體 '然而， 組合-壓力調節器之-高I氣體儲存槽（均未顯示）還可提 供此類加塵氣體，但此供應不會如同在一液體低溫劑儲存 槽内的較大頂部空間那樣地提供相同的穩定位準。 一般而言，在低溫儲存槽44内的錯存液體低溫劑私之温 度（及因此的Μ力）將會高於防護浸泡槽3〇之第二低溫^ ，溫度（及因此關力）’故在將儲存液體低溫㈣引入防 護浸泡槽30内時會導致一定數量的閃氣（fiash)。若不檢 查’則此閃lL氣體可能會在一防護浸泡槽3〇内弓i起—不^ 接受的《力。此閃氣氣體通常藉由冷卻器件58之動作而I 到冷凝且在防護浸泡槽糊的壓力係得到維持。需要時^ 閥Vs及真空鼓風機6〇還可合作以緩和該些效應。而、， 119177.doc -15- 200806938 自該内部浸泡槽之一熱破壞之正常回復係透過該防護浸 泡槽。如圖中先前所述，超導體12係透過延伸進入低溫恆 溫器28内以連接至超導器件12之兩個或兩個以上高電壓導 線54(例如1〇至2〇〇 kV)與一電力網或類似物電性流通。因 而，若該電力網或類似物經受一熱破壞（例如一故障電流 事件），則超導器件12將會轉變成一非超導狀態。當此情 況發生時，所產生的熱係釋放至過冷卻的第一低溫劑14並 _ 由其吸收。更明確而言，在冷卻浸泡槽20内的第一低溫劑 14之溫度將自然上升且可能會部分蒸發，以容納從超導器 件12所釋放之熱能。在冷卻浸泡槽2〇内的溫度上升將會自 然引起從冷卻浸泡槽20至防護浸泡槽30内的第二低溫劑22 之熱傳遞增加。因為第二低溫劑22係飽和，故此熱傳遞增 加將會引起在防護浸泡槽30内發生的一對應蒸發增加。由 於熱破壞所引起的防護浸泡槽3〇内蒸發增加可能大得足以 使壓力（及因此的溫度）上升。 • 在一熱破壞期間或緊隨其後，需要在低溫恆溫器28内儘 可能快地復原環境，以便將超導器件12回復到其超導狀 / S，並準備用於另—可能的事件。復原到-準備就緒狀態 ^ 將一般需要減小第一低溫劑14及第二低溫劑22之溫度低於 ~ 僅復原超導狀態嚴格所需之溫度。換言之，需要將第二低 溫劑14及第二低溫劑22回復到其個別過冷卻及飽和初始操 作狀恶。冷卻器件58及/或真空鼓風機6〇將能夠在一熱事 件之後正常用於回復低溫恆溫器28内的先前熱環境。若該 系統配備有冷卻器件58及鼓風機6〇二者，則二者均可操= 119177.doc -16- 200806938 以加速回復。在此回復模式期間關閉V2以避免儲存液體低 溫劑46進入防護浸泡槽30内時閃氣可用作該回復程序之一 辅助。

從超導器件12流入冷卻浸泡槽20之某些或全部熱累積還 可藉由關閉闊開啟閥V4而迅速消散，從而消散冷卻浸 泡槽20之某些或全部過多壓力（及因此的溫度），其還可藉 由使用一與閥V4流通之真空鼓風機（未顯示）或類似物來促 進，閥V4係直接與來自内部容器18之延伸管34流通。僅在 准許壓力損失及相關聯防電性火花放電性減小之回復程序 期間在超導器件12及高電壓環境係處於一狀態之情況下， 用以促進移除過多壓力（及因此的溫度）之冷卻浸泡槽汕之 洩壓係可予以准許。 在一熱破壞期間，第-低溫劑14之—部分可發生閃氣並 損失’但透過適當控m溫劑14之液體位準^不應 下降地過低，使其阻止低溫恆溫器28内的超導器件12之正 常冷卻操作。儘管冷卻浸泡槽2G之第—低溫劑14之液體位 準56可能會由於蒸汽損失而低於熱破壞之前的液體位準， =藉由在延伸管34内冷凝來自冷卻浸泡槽Μ之頂部空間 療〉气來自然回復，直到籍尼繁 乂 1 j復原弟—低溫劑14之先前液體位準 Γ同樣地’防護浸泡槽3G之第二低溫劑22之液體位準52 遇可月匕由於閃氣而低於熱破壞之前的液體位準，但其可藉 由開啟閥V2來復原，以便補仏 曰 棘，、十 補、、、°來自低溫儲存槽44之儲存液 脰低溫剑46之供應，復原直到 m _ 一低〉皿劑22之先前液體位 換…必要時在延伸管34内的來自冷卻浸泡槽2。 H9l77.doc 200806938 之冷凝補給第一低溫劑14，而儲存液體低溫劑 低溫劑22。 補…弟一 圖1中之系統10之示意配置意欲僅為代表性。 二 夕JLJL 、 田此， 夕替代性配置亦可行而不脫離本發明之範疇。例如且如回 2所示，取代配置延伸管34為透過闊义來與低温J存槽二 之槽頂部空間42開放流通，—替代性管路配置定位延 管34為透過汽化器62、第五⑽及壓力調節器〇來盘心 儲存槽44内的儲存液體低溫劑钧流體流通，以便將儲存酿 體低溫劑46變成一氣體’以維持延伸管“内的 子液 用於冷卻浸泡槽20。麼力調節器63係一選用元件：：將： 現儲存槽44在—高於冷卻浸泡槽2()之任意壓力下操作。Z 者’該加壓氣體來源可來自另—純淨氣體儲存槽（未顯. 不），其係屬於與第-低溫劑i 4相同之材料類型或係一不 可冷凝氣體（例如氦）。儘管較佳，但一含液體低溫貧之儲 存槽不必維持或復原在防護浸泡槽3()内的第：低溫_之 存量。冷卻器件58可用於冷凝與第二低溫劑22屬於相同材 枓的-任意氣體來源。最後’儘管為了簡化而僅描述一 個’但需要時低溫儲存槽44可處於開放且流體流通於一個 以上低溫但溫器28 ’且可藉由—個以上低溫储存槽44來维 持低溫恆溫器28。此外，低溫恆溫器28可包含—個以上超 導器件12。 在另-替代性的用於從一熱破壞回復之配置中，低溫恆 溫器28配備有額外的線路71及74(圖2)。該些線路之目的係 使用-所有低溫劑均為氮之範例來清楚地說明。在此範例 I19177.doc •18- 200806938 中’第二低溫劑22之所需操作溫度係7〇 κ，其對應於〇外 bar，abs (-9.1 pSlg)之一壓力。在發生一故障電流事件時， 第一低溫劑22之溫度上升至80 κ，其對應於137 (5.2 psig)的一壓力。在此時，可實施一階段化壓力回復。 首先，在線路74上的第六闊係開啟以減小壓力至大約〇 psig，然後重新關閉。然後第七閥％開啟且第二真空鼓風 機73係操作以減小壓力至大約psig。或者，可由許多功 能類似器件之任一者（例如一喷射器或噴射泵）來取代第二 真空鼓風機73。在壓力已降低至大約乃psig之後，閥％係 關閉而第二真空鼓風機73係停止。然後，線路7〇上的閥％ 及真空鼓風機60操作以減小壓力至所需及最初的 psig(及因此的所需溫度）。 儘管使用離散、階段化的步驟來說明，但應明白該等階 奴可在某些情況下重疊。例如，真空鼓風機6〇可與啟動第 一真空鼓風機73同時操作。而且，如先前所述，可從操作 該回復操作期間延遲充氣閥％以最小化閃氣氣體。在此替 代性配置中，閥％及第二鼓風機73提供一廉價構件以較大 程度地減小從一熱事件回復所需之時間。 應容易地明白，此說明書說明本發明配置之範例性、代 表性且非限制性具體實施例。因此，本發明之範疇不限於 忒些具體實施例之任一者。相反，該些具體實施例之該等 細即及特徵係在必要時揭示。因而，習知此項技術者應明 白許多變化及修改均在本發明之範疇内而不脫離其精 神，且本發明配置一定包括其。因此，為了傳達本發明之 119177.doc •19- 200806938 乾臂及精神，作φ i j 甲作出下列申請專利範圍。 【圖式簡單說明】 S由/考^成本說明書之一整體部分的上述範例性、代 表性及非限制性圖式，應容易地明白組成本發明配置之該 . 等叙點及特徵及此配置所提供之典型機制之各種構造及操 作方面之一清晰概念，其中在數個圖示中相同參考數字一 I又表示相同元件，且其中： • 圖1係依據一第一較佳具體實施例實施本發明配I之一 低溫系統之一示意圖；以及 圖2係依據一第二較佳具體實施例實施本發明配寰之一 低溫系統之一示意圖。 【主要元件符號說明】 10 低溫糸統 12 超導器件/超導體 14 第一低溫劑 16 内部容器18之内壁 18 内部容器 20 冷卻或内部浸泡槽 22 第二低溫劑 24 内部容器18之外壁 26 低溫恆溫器28之内壁 28 低溫恆溫器 30 防護或外部浸泡槽 32 真空絕緣層 119177.doc -20- 200806938

33 周圍大氣 34 延伸管 36 内部容器18之表面 3 8 低溫恆溫器28之表面 40 管路配置/線路 40l 管路配置 42 低溫儲存槽44之槽頂部空間 44 低溫儲存槽/儲存容器 46 液體低溫劑 50 低溫恆溫器28之低溫恆溫器頂部空間 52 液體位準 54 局電壓導線 56 液體位準 58 冷卻器件 60 真空鼓風機 62 汽化器 63 壓力調節器 70 通氣線路 71 線路 73 第二真空鼓風機 74 線路 V! 第一閥 v2 第二閥 V3 第三閥 119177.doc -21 - 200806938 v4 v5 V6 V7 第四閥 第五閥 第六閥 第七閥

H9177.doc -22

Claims (1)

1. 200806938 十、申請專利範圍： 1 · 一種用於冷部一超導器件之多浸泡槽裝置，該裝置包 含： A. —包含一第一低溫劑之冷卻浸泡槽，該冷卻浸泡槽 %繞該超導器件並維持在一第一壓力下；以及 B· —包含一第二低溫劑之防護浸泡槽，該防護浸泡槽 環繞該冷卻浸泡槽並維持在一第二壓力下；

   其中該冷卻浸泡槽及該防護浸泡槽係相互處於—熱關係 中，且該第一壓力超過該第二壓力。 如明求項1之裝置’其中該第一低溫劑係過冷卻。 3·如^求項J之裝置，其中該第二低溫劑係飽和。 4·如明求項1之裝置’其中該第-低溫劑係過冷卻而該第 二低溫劑係飽和。 月求項1之裝置’其中該第一低溫劑與該第二低溫劑 係相同。 月求項1之裝置’其中該第一低溫劑或該第二低溫劑 之至少一者係液氮。 月长項1之裝置，其中該超導器件包含—高溫超導 體。 8’ ：請求項!之裝置，其中該超導器件係一故障電流限制 夂項1之裝置，其進一步包含一 於維持 I刀維持益件以用 *埒遠弟二壓力。 項9之裝置，其中該壓力維持器件係—盥 10·如請求 與該防護 119177.doc 200806938 >叉泡槽處於_哉關在+ …、關係中的冷卻器件。 11:如睛求項9之穿罟 甘上 浸泡槽處於二體關：Γ壓力維持器件係一與該防護 12·如請求項1之裝置，苴 件 ^ ^ p , /、 一步包含一與該防護浸泡槽處 ^熟關係中之冷卻5|杜B 二 H _ # 47 ^ 1 /、邊防護浸泡槽處於一流 骽關係中之真空器件二者。 13·如請求項1之裝 /、進一步包含一與該冷卻浸泡槽或 Μ防遵次泡槽之至少一治古 者",L體w通的低溫儲存槽。 I4·如睛求項13 _ 览_ λ 扁置，其中該低溫儲存槽包含一氣體或一 弟一低溫劑之至少一者。 15.如請求項14之裝盆 、长' ，、f该乳體與該冷卻浸泡槽係流體 流通。 16·如請求項14之裝置， 17.如請求項14之裝置 同0 其中該氣體維持該第一壓力。 其中該氣體與該第一低溫劑係相 /月求項14之裝置，其中該第三低溫劑與該防護浸泡槽 係流體流通。 如明求項14之裝置，其中該第三低溫劑在該防護浸泡槽 内維持—液體位準。 2〇·如π求項14之裝置，其中該第二低溫劑與該第三低溫劑 係相同。 2 1…一種用於冷卻一超導器件之方法，該方法包含： Α•使用來自一維持在一第一壓力下之冷卻浸泡槽之一 第—低溫劑來環繞該超導器件；以及 119177.doc 200806938 Β·使用來自一維持在一第二壓力下之防護浸泡槽之一 第二低溫劑來環繞該冷卻浸泡槽； 其中該冷卻浸泡槽及該防護浸泡槽係相互處於一熱關係 中，且該第一壓力超過該第二壓力。 22.如請求項21之方法，其進—步包含過冷卻該第一低溫 劑。 恤 23·如請求項21之方法.，其進一步包含使該第二低溫劑維持 在一飽和狀態。、 24. 如請求項21之方法，其進一步包含過冷卻該第_低溫劑 並使該第二低溫劑維持在一飽和狀態。 月 25. 如請求項21之方法，其中該第一低溫劑與該第二低溫劑 係相同。 26. 如請求項21之方法，其中該第一低溫劑及該第二低溫劑 之至少一者係液氮。 Θ 27. 如請求項21之方法，其中該超導器件係一高溫超導體。 28. 如請求項21之方法，其中該超導體係一電流限制器。 29. 如請求項21之方法，其進一步包含操作至少一壓力維持 器件以維持該第二壓力。 30. 如請求項29之方法，其中該等壓力維持器件之至少—者 係一與該防護浸泡槽處於熱關係中之冷卻5|件。 31·如請求項29之方法，其中該等壓力維持器件之至少一者 係一與該防護浸泡槽處於流體關係中之真空哭件。 32·如請求項29之方法’其中該等壓力維持哭件之至+ 者 係一與該防護浸泡槽處於流體關係中之通氣孔。 119177.doc 200806938 33·如請求項21之方法，苴 — 壓力_ # % # ^ 八 乂匕έ操作兩個或兩個以上 i力、准持益件以維持該第二壓力。 34.如請求項33之方法，1 係採用-同時或階或兩個以上遂力維持器件 才飞P白奴化方式來操作以 • 35.如請求項21之方法，1、隹 择符4弟一壓力。 ^ ^ ^ ^ ^ 八 步包含提供一與該冷卻浸泡 , ㈣防遵浸泡槽之至少—者 • 36.如請求項35之方法， 、之低4存槽。 • 存，或-第三低溫劑之二—I該低溫錯存槽内館 37·^求項35之方法’其中該氣體係與該冷卻浸泡槽流體 八進步包含使用該氣體來維持該 ，其中該氣體與該第一低溫劑係相 /、中《亥第二低溫劑係與該防護浸泡 3 8 ·如凊求項3 5之方法 第一壓力。 3 9 ·如晴求項3 5之方法 同。 4 0 ·如請求項3 5之裝置 φ 槽流體流通。 41.如請求項35之方法，其進_ +勺人 古亥防1守、ώ μ γ匕3使用该第三低溫劑在 ， °亥防濩次泡槽内維持一液體位準。 - 42.如請求項35之方法，1中 •係相同。 〃以弟—低溫劑與該第三低溫劑 43· —種保護一電系統 又故Ρ早電流事件影響之方法，該 方法包含以下步驟·· Α·向該電系統提供一故障電流限制器； Β·將該故障電流限制器至少部分地浸入具有一第一屋 119177.doc 200806938 力的一包含一第一低溫劑之冷卻浸泡槽内； C·將該冷卻浸泡槽至少部分地浸入具有一第二壓力的 一包含一第二低溫劑之防護浸泡槽内，該等冷卻及 防護浸泡槽係相互處於一熱關係中；以及 . D · 維持該等冷卻及防罐、、夺 防濩，叉，包槽，使得該第一壓力係大 於該第二壓力。 44.如請求項43之方法，其 “ / 電流限制器係-高溫超導：：系統係-電網，而該故障 45·如請求項43之方法，复 氮。 /、中该等第一及第二低溫劑係液

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