СВЕРХПРОВОДЯЩИЙ КАБЕЛЬ, СВЕРХПРОВОДЯЩАЯ КАБЕЛЬНАЯ МАГИСТРАЛЬ, СПОСОБ ПРОКЛАДКИ СВЕРХПРОВОДЯЩЕГО КАБЕЛЯ И СПОСОБ РАБОТЫ СВЕРХПРОВОДЯЩЕЙ КАБЕЛЬНОЙ МАГИСТРАЛИ

1. Сверхпроводящий кабель, включающий в себя сверхпроводящий проводниковый слой и проток охлаждающего теплоносителя, охлаждающего сверхпроводящий проводниковый слой до сверхпроводящего состояния, причем упомянутый сверхпроводящий кабель содержит:
- сердечник, имеющий упомянутый сверхпроводящий проводниковый слой и изолирующий слой;
- трубку охлаждающего теплоносителя, формирующую упомянутый проток охлаждающего теплоносителя и размещаемую параллельно сердечнику таким образом, чтобы охлаждать упомянутый сверхпроводящий проводниковый слой; и
- размещающую трубку упомянутого сердечника и упомянутой трубки охлаждающего теплоносителя.
2. Сверхпроводящий кабель по п. 1, в котором множество упомянутых трубок охлаждающего теплоносителя скручиваются таким образом, что они окружают внешнюю периферию упомянутого сердечника.
3. Сверхпроводящий кабель по п. 2, в котором упомянутое множество трубок охлаждающего теплоносителя окружает множество упомянутых сердечников.
4. Сверхпроводящий кабель по п. 2 или 3, в котором:
- упомянутый сердечник и множество трубок охлаждающего теплоносителя, скрученных, чтобы окружать внешнюю периферию сердечника, скомбинированы, чтобы формировать составной пучок сердечника, и
- множество составных пучков сердечников предусмотрено в упомянутой размещающей трубке.
5. Сверхпроводящий кабель по п. 2 или 3, в котором:
- упомянутый сердечник и множество упомянутых трубок охлаждающего теплоносителя, скрученных, чтобы окружать внешнюю периферию сердечника, скомбинированы, чтобы формировать составной пучок сердечника, и
- предоставлено множество дополнительных трубок охлаждающего теплоносителя, размещаемых с возможностью окружать внешнюю периферию составного пучка сердечника.
6. Сверхпроводящий кабель по п. 2 или 3, содержащий ленту для обвязки, связывающую упомянутое множество трубок охлаждающего теплоносителя вместе, с тем чтобы предотвращать смещение скрученного состояния трубок охлаждающего теплоносителя.
7. Сверхпроводящий кабель по п. 6, в котором:
- упомянутое множество трубок охлаждающего теплоносителя скручено в S-Z-образной конфигурации вокруг сердечника, и
- упомянутая лента для обвязки имеет, по меньшей мере, одну из структур для обвязки, включающих в себя:
(A) структуру для обвязки, в которой упомянутая лента для обвязки связывает множество трубок охлаждающего теплоносителя, с тем чтобы предоставлять часть, начинающуюся с нижней стороны периферийной окружности трубки охлаждающего теплоносителя, проходящую по верхней стороне периферийной окружности другой трубки охлаждающего теплоносителя и достигающую нижней стороны периферийной окружности еще одной другой трубки охлаждающего теплоносителя;
(B) структуру для обвязки, в которой упомянутая лента для обвязки включает в себя основную ленту для обвязки, связывающую множество трубок охлаждающего теплоносителя вместе вдоль их внешней периферийной окружности, и дополнительную ленту для обвязки, имеющую часть, начинающуюся с нижней стороны периферийной окружности трубки охлаждающего теплоносителя, помещенную на верхнюю сторону периферийной окружности основной ленты для обвязки, проходящую между трубкой охлаждающего теплоносителя и трубкой охлаждающего теплоносителя, смежной с ней, и достигающую нижней стороны периферийной окружности упомянутой трубки охлаждающего теплоносителя; и
(C) структуру для обвязки, в которой упомянутая лента для обвязки связывает выпуклую поворачивающую в обратном направлении часть и вогнутую поворачивающую в обратном направлении часть из поворачивающих в обратном направлении частей, в которых направление скручивания скрученных в S-Z-образной конфигурации трубок охлаждающего теплоносителя меняется на противоположное, так что выпуклая поворачивающая в обратном направлении часть и вогнутая поворачивающая в обратном направлении часть скручены во взаимно противоположных направлениях в направлении периферийной окружности сердечника за пределы изгиба трубок охлаждающего теплоносителя в каждой из поворачивающих в обратном направлении частей, причем упомянутая выпуклая поворачивающая в обратном направлении часть сформирована из трубок охлаждающего теплоносителя, изогнутых в выпуклой форме, а упомянутая вогнутая поворачивающая в обратном направлении часть расположена рядом с выпуклой поворачивающей в обратном направлении частью и сформирована из трубок охлаждающего теплоносителя, изогнутых в вогнутой форме.
8. Сверхпроводящий кабель по п. 6, содержащий намотку с прижатием для прижатия упомянутых трубок охлаждающего теплоносителя от верхней стороны периферийной окружности ленты для обвязки к сердечнику.
9. Сверхпроводящий кабель по любому из пп. 1-3, в котором упомянутая трубка охлаждающего теплоносителя является прямой трубкой или гофрированной трубкой.
10. Сверхпроводящий кабель по любому из пп. 1-3, в котором:
- множество сердечников скручено, и
- упомянутые сердечники скручены таким образом, что они обеспечивают неплотность, так что усадка каждого из сердечников, возникающая в ходе охлаждения, может быть поглощена.
11. Сверхпроводящий кабель по любому из пп. 1-3, в котором вакуум образован в упомянутой размещающей трубке.
12. Сверхпроводящий кабель по любому из пп. 1-3, содержащий теплоизоляционный материал, которым заполнена упомянутая размещающая трубка.
13. Сверхпроводящий кабель по любому из пп. 1-3, содержащий внутреннюю размещающую трубку, размещающую упомянутый сердечник и расположенную внутри относительно упомянутого множества трубок охлаждающего теплоносителя.
14. Сверхпроводящий кабель по п. 13, в котором упомянутая внутренняя размещающая трубка формирует проток вспомогательного охлаждающего теплоносителя, которым заполнено пространство между внутренней размещающей трубкой и упомянутым сердечником.
15. Сверхпроводящий кабель по любому из пп. 1-3, в котором упомянутый сверхпроводящий кабель служит для передачи электроэнергии постоянным током.
16. Способ прокладки сверхпроводящего кабеля, содержащий этапы, на которых:
- подготавливают первый барабан, на который намотан сердечник, включающий в себя сверхпроводящий проводниковый слой и изолирующий слой, или внутренняя размещающая трубка, размещающая один или более сердечников, и второй барабан, на который намотана трубка охлаждающего теплоносителя, которая формирует проток охлаждающего теплоносителя для охлаждения упомянутого сверхпроводящего проводникового слоя;
- разматывают сердечник или внутреннюю размещающую трубку с упомянутого первого барабана, разматывают трубку охлаждающего теплоносителя с упомянутого второго барабана, которые собираются, и скручивают упомянутую трубку охлаждающего теплоносителя вокруг внешней периферийной окружности упомянутого сердечника или упомянутой внутренней размещающей трубки;
- устанавливают размещающую трубку в пути прокладки; и
- втягивают составной пучок сердечника, сформированный из скрученного сердечника и трубки охлаждающего теплоносителя, в упомянутую размещающую трубку, установленную в пути прокладки, и размещают упомянутый составной пучок сердечника в ней.
17. Способ прокладки сверхпроводящего кабеля по п. 16, содержащий этап, на котором:
- предоставляют частичный теплоизоляционный слой на внутренней периферийной поверхности упомянутой размещающей трубки, соответствующей стороне прокладки для поддержки упомянутого составного пучка сердечника практически коаксиально с размещающей трубкой, когда составной пучок сердечника втягивается впоследствии, размещают упомянутый составной пучок сердечника в упомянутой размещающей трубке и заполняют остающееся пространство в упомянутой размещающей трубке теплоизоляционным материалом.
18. Сверхпроводящая кабельная магистраль, включающая в себя сверхпроводящий кабель,
- причем упомянутый сверхпроводящий кабель является сверхпроводящим кабелем по любому из пп. 1-15, при этом упомянутая сверхпроводящая кабельная магистраль дополнительно содержит:
- разделительный механизм в промежуточной части упомянутого сверхпроводящего кабеля,
- причем упомянутый разделительный механизм включает в себя:
- секционирующий элемент, секционирующий внутреннюю часть упомянутой размещающей трубки на одно пространство и другое пространство в продольном направлении,
- одну вытягивающую часть, вытягивающую трубку охлаждающего теплоносителя в одном пространстве за пределы размещающей трубки,
- другую вытягивающую часть, вытягивающую трубку охлаждающего теплоносителя в другом пространстве за пределы размещающей трубки, и
- соединительную трубку охлаждающего теплоносителя, соединяющую обе вытягивающих части.
19. Сверхпроводящая кабельная магистраль по п. 18, в которой:
- вакуум сформирован в упомянутой размещающей трубке, при этом упомянутая сверхпроводящая кабельная магистраль дополнительно содержит:
- одну выпускную трубку, сообщающуюся с одним пространством за пределами упомянутой размещающей трубки,
- другую выпускную трубку, сообщающуюся с другим пространством за пределами упомянутой размещающей трубки, и
- сообщающуюся трубку, соединяющую обе выпускные трубки.
20. Сверхпроводящая кабельная магистраль, включающая в себя сверхпроводящий кабель и множество охлаждающих станций для циркуляции охлаждающего теплоносителя для охлаждения сверхпроводящего кабеля вдоль сверхпроводящего кабеля,
- причем упомянутый сверхпроводящий кабель является сверхпроводящим кабелем по любому из пп. 1-15,
- причем упомянутая трубка охлаждающего теплоносителя включает в себя:
- трубку охлаждающего теплоносителя, служащую в качестве прямого пути охлаждающего теплоносителя;
- трубку охлаждающего теплоносителя, размещаемую параллельно трубке охлаждающего теплоносителя и служащую в качестве обратного пути охлаждающего теплоносителя;
- трубку охлаждающего теплоносителя, служащую в качестве другого прямого пути охлаждающего теплоносителя; и
- трубку охлаждающего теплоносителя, размещаемую параллельно трубке охлаждающего теплоносителя и служащую в качестве другого обратного пути охлаждающего теплоносителя,
- причем упомянутые охлаждающие станции включают в себя:
- охлаждающие станции, соединенные с обоими концами, соответственно, каждой из трубки охлаждающего теплоносителя и трубки охлаждающего теплоносителя; и
- охлаждающие станции, соединенные с обоими концами, соответственно, каждой из трубки охлаждающего теплоносителя и трубки охлаждающего теплоносителя, и
- причем охлаждающие станции и охлаждающие станции предоставлены таким образом, что секция, в которой размещены упомянутые трубки охлаждающего теплоносителя, и секция, в которой размещены упомянутые трубки охлаждающего теплоносителя, смещены в продольном направлении сверхпроводящего кабеля.
21. Способ работы сверхпроводящей кабельной магистрали,
- при этом упомянутая сверхпроводящая кабельная магистраль является сверхпроводящей кабельной магистралью по п. 20, в которой:
- множество наборов из охлаждающих секций упомянутых охлаждающих станций и упомянутых трубок охлаждающего теплоносителя и множество наборов из охлаждающих секций упомянутых охлаждающих станций и упомянутых трубок охлаждающего теплоносителя размещены в продольном направлении сверхпроводящего кабеля, и
- когда одна из упомянутых охлаждающих станций и упомянутых охлаждающих станций является неисправной, охлаждающая секция, соответствующая неисправной охлаждающей станции, охлаждается с использованием множества исправных охлаждающих станций, которые совместно используют охлаждение охлаждающей секции, смежной с ней.
22. Сверхпроводящая кабельная магистраль, включающая в себя сверхпроводящий кабель и множество охлаждающих станций для циркуляции охлаждающего теплоносителя для охлаждения сверхпроводящего кабеля вдоль сверхпроводящего кабеля,
- причем упомянутый сверхпроводящий кабель является сверхпроводящим кабелем по любому из пп. 1-15,
- причем упомянутая трубка охлаждающего теплоносителя включает в себя:
- трубку охлаждающего теплоносителя, формирующую последовательность прямых и обратных путей в упомянутой размещающей трубке; и
- трубку охлаждающего теплоносителя, формирующую другую последовательность прямых и обратных путей в упомянутой размещающей трубке,
- причем упомянутые охлаждающие станции включают в себя:
- охлаждающую станцию, соединенную с концом подачи охлаждающего теплоносителя и с концом возврата охлаждающего теплоносителя упомянутой трубки охлаждающего теплоносителя; и
- охлаждающую станцию, соединенную с концом подачи охлаждающего теплоносителя и с концом возврата охлаждающего теплоносителя упомянутой трубки охлаждающего теплоносителя, и
- охлаждающие станции, располагаемые таким образом, что секция, в которой размещена упомянутая трубка охлаждающего теплоносителя, и секция, в которой размещена упомянутая трубка охлаждающего теплоносителя, смещены в продольном направлении сверхпроводящего кабеля.
23. Способ работы сверхпроводящей кабельной магистрали,
- при этом упомянутая сверхпроводящая кабельная магистраль является сверхпроводящей кабельной магистралью по п. 22, в которой:
- множество наборов из охлаждающих секций упомянутой охлаждающей станции и упомянутой трубки охлаждающего теплоносителя и множество наборов из охлаждающих секций упомянутой охлаждающей станции и упомянутой трубки охлаждающего теплоносителя размещены в продольном направлении сверхпроводящего кабеля, и
- когда одна из упомянутой охлаждающей станции и упомянутой охлаждающей станции является неисправной, охлаждающая секция, соответствующая неисправной охлаждающей станции, охлаждается с использованием множества исправных охлаждающих станций, которые совместно используют охлаждение охлаждающей секции, смежной с ней.
24. Сверхпроводящая кабельная магистраль, включающая в себя сверхпроводящий кабель и множество охлаждающих станций для циркуляции охлаждающего теплоносителя для охлаждения сверхпроводящего кабеля вдоль сверхпроводящего кабеля,
- причем упомянутый сверхпроводящий кабель является сверхпроводящим кабелем по любому из пп. 1-15, в котором:
- упомянутый сверхпроводящий проводниковый слой включает в себя внутренний проводниковый слой, расположенный в упомянутом изолирующем слое, и наружный проводниковый слой, расположенный за пределами упомянутого изолирующего слоя,
- упомянутая сверхпроводящая кабельная магистраль дополнительно содержит модуль извлечения энергии, расположенный в промежуточной части упомянутого сверхпроводящего кабеля для подачи электроэнергии в упомянутую охлаждающую станцию,
- упомянутый модуль извлечения энергии включает в себя:
- сверхпроводящий внутренний выступающий проводник, соединенный с внутренним проводниковым слоем, выступающим из упомянутого сердечника,
- сверхпроводящий наружный выступающий проводник, соединенный с наружным проводниковым слоем, выступающим из упомянутого сердечника,
- распределительный короб концевых кабельных выводов, заполненный охлаждающим теплоносителем, охлаждающим оба выступающих проводника,
- один нормально проводящий вывод, соединенный с упомянутым сверхпроводящим внутренним выступающим проводником так, что сформирован электрический путь, проходящий от упомянутого распределительного короба концевых кабельных выводов в направлении стороны с комнатной температурой, и
- другой нормально проводящий вывод, соединенный с упомянутым сверхпроводящим наружным выступающим проводником так, что сформирован электрический путь, проходящий от упомянутого распределительного короба концевых кабельных выводов в направлении стороны с комнатной температурой, и
- упомянутая охлаждающая станция сконфигурирована с возможностью охлаждать охлаждающий теплоноситель посредством подачи электроэнергии из упомянутого сверхпроводящего кабеля в оба нормально проводящих вывода и подавать охлаждающий теплоноситель в каждую трубку охлаждающего теплоносителя.
25. Сверхпроводящая кабельная магистраль, имеющая сверхпроводящий кабель,
- причем упомянутый сверхпроводящий кабель является сверхпроводящим кабелем по п. 14, при этом упомянутая сверхпроводящая кабельная магистраль содержит:
- охлаждающую станцию для вспомогательного охлаждающего теплоносителя, за счет которой вспомогательный охлаждающий теплоноситель, введенный в упомянутую внутреннюю размещающую трубку, принудительно циркулирует медленнее охлаждающего теплоносителя, протекающего через упомянутую трубку охлаждающего теплоносителя.
26. Сверхпроводящая кабельная магистраль, включающая в себя сверхпроводящий кабель и множество охлаждающих станций для циркуляции охлаждающего теплоносителя для охлаждения сверхпроводящего кабеля вдоль сверхпроводящего кабеля,
- причем упомянутый сверхпроводящий кабель является сверхпроводящим кабелем по любому из пп. 1-15, в котором:
- упомянутая трубка охлаждающего теплоносителя включает в себя:
- трубку охлаждающего теплоносителя, служащую в качестве прямого пути охлаждающего теплоносителя, и
- трубку охлаждающего теплоносителя, размещаемую параллельно трубке охлаждающего теплоносителя и служащую в качестве обратного пути охлаждающего теплоносителя,
- упомянутые охлаждающие станции включают в себя охлаждающие станции, соединенные с обоими концами, соответственно, каждой из трубки охлаждающего теплоносителя и трубки охлаждающего теплоносителя, и
- теплоизоляционный материал для регулирования охлаждения, покрывающий каждую из трубок охлаждающего теплоносителя, предоставлен на каждой из стороны конца подачи охлаждающего теплоносителя упомянутой трубки охлаждающего теплоносителя, соединенной с охлаждающей станцией, и стороны конца подачи охлаждающего теплоносителя упомянутой трубки охлаждающего теплоносителя, соединенной с охлаждающей станцией.
27. Сверхпроводящая кабельная магистраль, включающая в себя сверхпроводящий кабель и множество охлаждающих станций для циркуляции охлаждающего теплоносителя для охлаждения сверхпроводящего кабеля вдоль сверхпроводящего кабеля,
- причем упомянутый сверхпроводящий кабель является сверхпроводящим кабелем по любому из пп. 1-15, в котором:
- упомянутая трубка охлаждающего теплоносителя включает в себя:
- трубку охлаждающего теплоносителя, служащую в качестве прямого пути охлаждающего теплоносителя, и
- трубку охлаждающего теплоносителя, размещаемую параллельно трубке охлаждающего теплоносителя и служащую в качестве обратного пути охлаждающего теплоносителя,
- упомянутые охлаждающие станции включают в себя:
- охлаждающую станцию, расположенную в относительно низкой позиции, и
- охлаждающую станцию, расположенную в относительно высокой позиции, причем упомянутая охлаждающая станция и упомянутая охлаждающая станция соединены с обоими концами, соответственно, каждой из трубки охлаждающего теплоносителя и трубки охлаждающего теплоносителя, и
- теплоизоляционный материал для регулирования охлаждения, покрывающий каждую из трубок охлаждающего теплоносителя, предоставлен на каждой из стороны конца подачи охлаждающего теплоносителя упомянутой трубки охлаждающего теплоносителя, соединенной с охлаждающей станцией в относительно низкой позиции, и стороны конца возврата охлаждающего теплоносителя упомянутой трубки охлаждающего теплоносителя, соединенной с охлаждающей станцией в относительно низкой позиции.
28. Сверхпроводящая кабельная магистраль, включающая в себя сверхпроводящий кабель и множество охлаждающих станций для циркуляции охлаждающего теплоносителя для охлаждения сверхпроводящего кабеля вдоль сверхпроводящего кабеля,
- причем упомянутый сверхпроводящий кабель является сверхпроводящим кабелем по любому из пп. 1-15, и
- причем охлаждающий теплоноситель, циркулирующий через упомянутую трубку охлаждающего теплоносителя, является желеобразным азотом.
29. Сверхпроводящая кабельная магистраль, включающая в себя сверхпроводящий кабель,
- причем упомянутый сверхпроводящий кабель является сверхпроводящим кабелем по любому из пп. 1-15, при этом упомянутая сверхпроводящая кабельная магистраль содержит:
- средство передачи сигналов для принудительного ввода электрического сигнала из одной концевой стороны сверхпроводящей кабельной магистрали в упомянутый сверхпроводящий проводниковый слой;
- средство приема сигналов для приема сигнала, который выведен на другой концевой стороне сверхпроводящего кабеля; и
- средство определения охлаждения для определения на основе состояния выходного сигнала, принимаемого посредством средства приема сигналов, того, достигает или нет упомянутый сверхпроводящий проводниковый слой температуры, при которой упомянутый сверхпроводящий проводниковый слой переходит в сверхпроводящее состояние по всей длине упомянутой магистрали.
30. Сверхпроводящая кабельная магистраль по п. 29, содержащая:
- средство приема сигналов отражения для приема сигнала отражения упомянутого электрического сигнала в точке отказа на одной концевой стороне сверхпроводящей кабельной магистрали, причем упомянутая точка отказа является частью, в которой сверхпроводящий проводниковый слой охлажден в недостаточной степени локально в промежуточной части упомянутой сверхпроводящей кабельной магистрали; и
- средство идентификации точек отказа для вычисления позиции точки отказа на основе скорости передачи каждого из упомянутого электрического сигнала и упомянутого сигнала отражения и на основе периода времени с момента времени, когда электрический сигнал введен посредством упомянутого средства передачи сигналов, до момента времени, когда сигнал отражения принят посредством упомянутого средства приема сигналов отражения.