Die Aufgabe im Teilvorhaben bestand in der Realisierung und Optimierung eines Pulsrohrkühlers (PRK) mit langlebigem, ölfreien Linearkompressor. Nur mit einer solchen Art von Kältemaschine sind nach gültigem Kenntnisstand die für den Betrieb auf Schiffen geforderten Eigenschaften (Wartungsarmut, Langlebigkeit, lageunabhängiger Betrieb und regelbare Kälteleistung) erreichbar. Das Ziel der Entwicklung war es, eine Kälteleistung von 100 W nahe 25 K für die Kühlung des Läufers einer HTS-Maschine bereitzustellen. Abweichend von allen bislang bekannten PRK-Entwicklungen in dieser Leistungsklasse wurde erstmals eine zweistufige und U-förmige Kühlerkonfiguration verwirklicht. Realisiert werden konnte ein neuartiger mit 10 kW-Linearkompressor betriebener Pulsrohrkühler, der Minimaltemperaturen von unter 14 K erreicht und Kälteleistung bei der für die HTS-Maschine geforderten Arbeitstemperatur bereitstellt. Die erzielte Kälteleistung von 13 W bei 25 K mit einem Parallelkaltteil reicht aber noch nicht zur Kühlung des supraleitenden Läufers einer HTS-Synchronmaschine. In Hinblick auf die Fortentwicklung und die Einsatzmöglichkeiten dieses sehr attraktiven Typs von Hochleistungs-Pulsrohrkühlern konnten jedoch nützliche Erkenntnisse gewonnen werden. Die U-förmige Konfiguration von Pulsrohr und Regenerator ist für die Praxis wesentlich günstiger als die bislang übliche Linearanordnung, da sie eine bequeme thermische Ankopplung an das zu kühlende Objekt ermöglicht. Sie ist auch bei großen PRKs mit Linearkompressor machbar. Bei richtiger Wahl des Kompressors für optimale Arbeitsfrequenz nahe 40 Hz kann die Ankopplung des PRK-Kaltkopfes über eine kurze Transferleitung erfolgen. Durch ein Kühlerkonzept mit mehreren Parallelkaltteilen an einem Kompressor erhält man ein modulares Kühlsystem, bei dem die Zahl der Kaltteile für verschiedene Kälteleistungsanforderungen angepasst werden kann.


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    Title :

    Innovativer, schiffstauglicher kryogener Kühler für HTS-Maschinen. Schlussbericht. Verbundprojekt: Antriebsplattform mit HTS-Synchronmaschine für Voll-Elektrische Schiffe. Schifffahrt & Meerestechnik


    Contributors:


    Publication date :

    2009


    Size :

    49 Seiten, 45 Bilder, 3 Tabellen, 17 Quellen


    Type of media :

    Report


    Type of material :

    Print


    Language :

    German