赵 阳，夏芳敏，曹雨军，朱红亮，叶新羽，姚 震

（富通集团（天津）超导技术应用有限公司，天津 300384）

引言

自1911年荷兰科学家Onnes发现超导现象以来，人们相继发现多种材料具有超导特性，超导材料的超导临界转变温度也不断提高。这使得超导体被应用于能源、资源开发、真空技术、计量检测、医疗卫生、交通运输等诸多领域。超导材料在超导状态下具有零电阻和完全的抗磁性，因此用超导体输送电能可以大幅减少消耗，超导输电无疑是最诱人的应用方向之一。与常规电缆相比，高温超导电缆具有体积小，重量轻，损耗低和传输容量大等优点，因此采用高温超导电缆输电是解决城市用电密度高，建设用地紧张的最佳方案。

低温制冷技术是发展高温超导电缆的关键技术之一，提高其可靠性、稳定性和经济性是高温超导电缆冷却系统的发展目标[1]。2002年我国开始采用单相密闭液氮流程循环冷却高温超导电缆的方式[2]。循环冷却系统分为两种制冷方式：制冷机直接制冷和抽真空减压液氮汽化吸热制冷。至今为止国内外超导电缆运行以制冷机直接制冷方式为主。整个制冷系统所需冷量由制冷机产生，制冷机是过冷箱内最核心的设备。制冷机的可靠性和制冷量是影响循环制冷系统的关键性能。

1 制冷机的分类及特点

目前，可用于超导电缆循环冷却系统的制冷机主要有G-M制冷机、斯特林制冷机、脉冲管制冷机和逆布莱顿制冷机。其中前三种均为回热型制冷机，利用西蒙膨胀获得冷量，该类型制冷机结构紧凑且成本低。……