[go: up one dir, main page]

KR20110091929A - Superconducting Power Cable with Composite Refrigerant - Google Patents

Superconducting Power Cable with Composite Refrigerant Download PDF

Info

Publication number
KR20110091929A
KR20110091929A KR1020100011293A KR20100011293A KR20110091929A KR 20110091929 A KR20110091929 A KR 20110091929A KR 1020100011293 A KR1020100011293 A KR 1020100011293A KR 20100011293 A KR20100011293 A KR 20100011293A KR 20110091929 A KR20110091929 A KR 20110091929A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
power cable
superconducting power
refrigerant
nitrogen
superconducting
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.)
Granted
Application number
KR1020100011293A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR101118747B1 (en
Inventor
김석호
심기덕
조전욱
Original Assignee
한국전기연구원
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 한국전기연구원 filed Critical 한국전기연구원
Priority to KR1020100011293A priority Critical patent/KR101118747B1/en
Publication of KR20110091929A publication Critical patent/KR20110091929A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101118747B1 publication Critical patent/KR101118747B1/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/60Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment

Landscapes

  • Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
  • Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)

Abstract

본 발명은 초전도 전력 케이블에 관한 것으로서, 초전도 도체를 포함하는 코아부와, 상기 코아부를 내부에 수용하는 단열관과, 상기 단열관 안쪽으로 상기 코아부의 냉각을 위한 액체 질소 또는 고체 질소와 같은 냉매가 포함되도록 공간부가 형성된 초전도 전력 케이블에 있어서, 상기 공간부 또는 상기 단열관 내부에 기체 헬륨 또는 액체 수소가 흐를 수 있도록 유로가 형성되어, 상기 액체 질소 또는 고체 질소와 복합적으로 초전도 도체의 냉매로 작용하도록 형성된 복합 냉매를 적용한 초전도 전력 케이블을 기술적 요지로 한다. 이에 의해 초전도 전력 케이블 내부에 기존의 액체 질소 또는 고체 질소와 같은 냉매와 함께 보다 낮은 온도의 기체 헬륨 또는 액체 수소를 냉매로 이용할 수 있도록 유로를 형성하여 초전도 운전 중 액체 질소 또는 고체 질소의 온도가 올라가거나, 다른 원인에 의한 부하의 변동, 전류 용량의 증가 필요시에 액체 질소 또는 고체 질소와 함께 기체 헬륨 또는 액체 수소가 복합적으로 냉매로 작용하도록 하여 초전도 전력 케이블의 안정적인 운전이 가능한 이점이 있다.The present invention relates to a superconducting power cable, comprising a core part including a superconducting conductor, a heat insulating tube accommodating the core part therein, and a refrigerant such as liquid nitrogen or solid nitrogen for cooling the core part inside the heat insulating tube. A superconducting power cable having a space portion formed therein, wherein a flow path is formed to allow gas helium or liquid hydrogen to flow in the space portion or the heat insulation tube, and act as a refrigerant of the superconductor in combination with the liquid nitrogen or solid nitrogen. The superconducting power cable to which the formed complex refrigerant is applied is a technical subject matter. As a result, a flow path is formed inside the superconducting power cable so that a lower temperature gas helium or liquid hydrogen can be used as the refrigerant along with the existing liquid nitrogen or solid nitrogen, thereby increasing the temperature of the liquid nitrogen or the solid nitrogen during the superconducting operation. In addition, there is an advantage that the stable operation of the superconducting power cable can be performed by allowing the gas helium or liquid hydrogen to act as a refrigerant in combination with the liquid nitrogen or the solid nitrogen when the load fluctuates due to other causes or the increase in the current capacity is required.

Description

복합 냉매를 적용한 초전도 전력 케이블{Superconducting power cable which is cooled by multiple cryogen}Superconducting power cable which is cooled by multiple cryogen}

본 발명은 초전도 전력 케이블에 관한 것으로서, 초전도 전력 케이블에 기존의 액체 질소 또는 고체 질소를 그대로 냉매로 사용하면서 기체 헬륨 또는 액체 수소 유로를 추가하여 부하 변동 및 용량 변동 시 냉매의 온도 제어가 용이하도록 한 복합 냉매를 적용한 초전도 전력 케이블에 관한 것이다.The present invention relates to a superconducting power cable, by adding a gas helium or a liquid hydrogen flow path while using the existing liquid nitrogen or solid nitrogen as a refrigerant to the superconducting power cable to facilitate the temperature control of the refrigerant during load changes and capacity changes. It relates to a superconducting power cable to which a complex refrigerant is applied.

최근 초전도 도체의 개발과 함께 이를 이용한 초전도 전력 케이블의 실계통 적용에 관련한 노력이 진행되고 있다. 초전도 전력 케이블은 같은 공간에 상전도 케이블에 비하여 최소 5배 이상의 전력을 송전할 수 있으며, 화재 위험 등이 거의 없는 친환경적인 장점을 갖고 있다.Recently, with the development of superconducting conductors, efforts have been made regarding the application of a superconducting power cable to the system. Superconducting power cables can transmit at least five times more power than phase-conducting cables in the same space, and have eco-friendly advantages with little fire hazard.

이러한 초전도 케이블은 하나의 코어로 이루어진 단상 초전도 케이블, 다수개의 코어를 하나로 묶어 이루어진 다상 초전도 케이블 등이 있으며, 특히 3개의 코어가 일괄로 이루어진 삼상 일괄형의 삼상 초전도 케이블이 널리 연구되고 있다. 상기 삼상 케이블은, 2중으로 금속관 사이에 단열재가 구비된 진공 단열관과, 상기 단열관 내부에는 3개의 코아가 서로 꼬여 일괄로 형성된 코아부로 크게 이루어지며, 상기 진공 단열관과 코아 사이의 공간부에는 액체 질소와 같은 냉매가 포함되며, 이 공간부는 코아부를 냉매시키면서 액체 질소가 흐를 수 있도록 유로의 역할을 하게 된다.Such superconducting cables include single-phase superconducting cables consisting of one core, multiphase superconducting cables consisting of a plurality of cores together, and three-phase superconducting cables of three-phase batch type, in which three cores are collectively studied. The three-phase cable is composed of a vacuum insulated tube provided with a heat insulating material between the metal pipes in a double, and a core part formed by twisting three cores together in a bundle inside the heat insulating tube, and the space between the vacuum insulated tube and the core A refrigerant such as liquid nitrogen is included, and the space portion serves as a flow path to allow liquid nitrogen to flow while cooling the core portion.

상기 액체 질소에 의해 상기 코아부가 냉각되어 약 77K 이하의 극저온에서 초전도 전력 케이블의 원활한 운전이 가능하게 되는 것이다. 그러나, 이러한 극저온을 유지하기 위해서는 극저온 냉동기 및 냉각 시스템을 이용하여 액체 질소를 상기 공간부 내로 냉각 순환 및 냉각시켜야 한다. 이 경우 초전도 전력 케이블의 안정적인 운전을 위하여 냉각 시스템의 설계를 케이블의 최대 부하 시 발생하는 발열량을 기준으로 설계하게 된다. 따라서, 계통의 특성상 주/야간 부하 변동과 상관없이 초전도 전력 케이블 및 냉각 시스템은 최대 부하 기준에 맞추어 설계하게 되므로 평균부하를 고려하였을 경우보다 과설계(overdesign)되게 된다.The core portion is cooled by the liquid nitrogen to enable smooth operation of the superconducting power cable at cryogenic temperatures of about 77 K or less. However, in order to maintain such cryogenic temperature, liquid nitrogen must be cooled and circulated and cooled into the space by using a cryogenic freezer and a cooling system. In this case, for the stable operation of the superconducting power cable, the design of the cooling system is based on the amount of heat generated at the maximum load of the cable. Therefore, the superconducting power cable and cooling system are designed to meet the maximum load criteria regardless of the day / night load variation due to the characteristics of the system, resulting in overdesign than when considering the average load.

또한, 초전도 전력 케이블은 더욱 낮은 온도로 냉각할수록 냉각 비용은 증가하게 되지만, 송전 용량은 늘릴 수 있는 장점이 있다. 이에 따라, 초전도 전력 케이블은 용량 증가의 필요성에 따라 액체 질소 온도 이하에서 운전하기도 한다. 하지만, 액체질소로 냉각하는 시스템은 유체가 연속하여 흘러가면서 냉각을 수행해야 하므로, 질소 유동을 위한 별도의 시스템이 필요할 뿐만 아니라, 액체질소가 고화되는 온도(64K) 이하에서는 운전을 할 수 없게 된다.In addition, as the superconducting power cable is cooled to a lower temperature, the cooling cost increases, but the transmission capacity is increased. Accordingly, superconducting power cables may operate below liquid nitrogen temperatures, depending on the need for increased capacity. However, the system of cooling with liquid nitrogen requires cooling as the fluid flows continuously, and thus requires a separate system for nitrogen flow, and also cannot operate below the temperature (64K) at which liquid nitrogen is solidified. .

따라서, 향후 냉각시스템의 성능 향상으로 인하여 냉각비용이 감소하게 되더라도 64K 이하에서는 액체 질소인 냉각재를 변경하지 않고서는 초전도 전력 케이블을 운전할 수 없게 된다. 한편, 64K 이하에서 운전하기 위해서 고체 질소를 사용하는 기술이 있으나, 이는 모두 고체 질소를 직접적으로 사용하여 냉각시키는 것으로서, 초전도 전력 케이블의 부하 변동 및 용량 변동에 따른 설계에 능동적으로 대응할 수 없는 문제점이 있다.Therefore, even if the cooling cost is reduced due to the improved performance of the cooling system in the future, it is impossible to operate the superconducting power cable without changing the coolant, which is liquid nitrogen, below 64K. On the other hand, there is a technology that uses a solid nitrogen to operate at less than 64K, all of which is directly cooled by using the solid nitrogen, the problem that can not actively respond to the design according to the load fluctuations and capacity fluctuations of the superconducting power cable have.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로서, 초전도 전력 케이블에 기존의 액체 질소 또는 고체 질소를 그대로 냉매로 사용하면서 기체 헬륨 또는 액체 수소 유로를 추가하여 부하 변동 및 용량 변동에 따른 냉매의 온도 제어가 용이하도록 한 복합 냉매를 적용한 초전도 전력 케이블의 제공을 그 목적으로 한다.The present invention is designed to solve the above problems, by using the existing liquid nitrogen or solid nitrogen as a refrigerant in the superconducting power cable as a refrigerant, adding a gas helium or liquid hydrogen flow path to control the temperature of the refrigerant according to the load fluctuations and capacity fluctuations It is an object of the present invention to provide a superconducting power cable to which a complex refrigerant is easily applied.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 초전도 도체를 포함하는 코아부와, 상기 코아부를 내부에 수용하는 단열관과, 상기 단열관 안쪽으로 상기 코아부의 냉각을 위한 액체 질소 또는 고체 질소와 같은 냉매가 포함되도록 공간부가 형성된 초전도 전력 케이블에 있어서, 상기 공간부 또는 상기 단열관 내부에 기체 헬륨 또는 액체 수소가 흐를 수 있도록 유로가 형성되어, 상기 액체 질소 또는 고체 질소와 복합적으로 초전도 도체의 냉매로 작용하도록 형성된 복합 냉매를 적용한 초전도 전력 케이블을 기술적 요지로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a core part including a superconducting conductor, a heat insulating tube accommodating the core part therein, and a refrigerant such as liquid nitrogen or solid nitrogen for cooling the core part inside the heat insulating tube. A superconducting power cable having a space portion formed therein, wherein a flow path is formed to allow gas helium or liquid hydrogen to flow in the space portion or the heat insulation tube, and act as a refrigerant of the superconductor in combination with the liquid nitrogen or solid nitrogen. The superconducting power cable to which the formed complex refrigerant is applied is a technical subject matter.

또한, 상기 유로는 상기 단열관과 동축형성되어 상기 코아부를 내부에 포함하도록 형성되는 것이 바람직하다.In addition, the flow path is preferably coaxially formed with the heat insulating tube is formed to include the core portion therein.

또한, 상기 코아부가 하나로 이루어진 단상 초전도 전력 케이블인 경우에는, 상기 유로가 상기 코아부의 중공부가 되며, 또한, 상기 유로는, 상기 단열관과 동축형성되어 상기 코아부를 내부에 포함하도록 형성되는 것이 바람직하다.In the case of the single-phase superconducting power cable including the core part, the flow path may be a hollow part of the core part, and the flow path may be formed coaxially with the heat insulation tube to include the core part therein. .

또한, 상기 코아부가 세개로 이루어진 삼상 초전도 전력 케이블인 경우에는, 상기 유로는 단열관과 동축형성되어 상기 세개의 코아부의 중심부에 형성되는 것이 바람직하며, 또한, 상기 코아부가 세개로 이루어진 삼상 초전도 전력 케이블인 경우에는, 상기 유로는 인접하는 코아부 사이에 하나씩 형성되는 것이 바람직하다.In addition, in the case of the three-phase superconducting power cable having three core parts, the flow path is preferably coaxially formed with a heat insulating tube and formed at the center of the three core parts, and the three-phase superconducting power cable having three core parts. In this case, the flow paths are preferably formed one by one between adjacent core portions.

상기 과제 해결 수단에 의해 본 발명은, 초전도 전력 케이블 내부에 기존의 액체 질소 또는 고체 질소와 같은 냉매와 함께 보다 낮은 온도의 기체 헬륨 또는 액체 수소를 냉매로 이용할 수 있도록 유로를 형성하여 초전도 운전 중 액체 질소 또는 고체 질소의 온도가 올라가거나, 다른 원인에 의한 부하의 변동, 전류 용량의 증가 필요시에 액체 질소 또는 고체 질소와 함께 기체 헬륨 또는 액체 수소가 복합적으로 냉매로 작용하도록 하여 초전도 전력 케이블의 안정적인 운전이 가능한 효과가 있다.According to the above problem solving means, the present invention provides a liquid flow during superconducting operation by forming a flow path to use a lower temperature gas helium or liquid hydrogen as a refrigerant together with a conventional refrigerant such as liquid nitrogen or solid nitrogen in the superconducting power cable. When the temperature of nitrogen or solid nitrogen rises or the load fluctuates due to other causes, the current capacity needs to be increased, gaseous helium or liquid hydrogen together with liquid nitrogen or solid nitrogen can act as a refrigerant to stabilize the superconducting power cable. It is possible to drive.

도 1 - 본 발명의 실시예 1에 따른 모식도.
도 2 - 본 발명의 실시예 2에 따른 모식도.
도 3 - 본 발명의 실시예 3에 따른 모식도.
도 4 - 본 발명의 실시예 4에 따른 모식도.
도 5 - 본 발명의 실시예 5에 따른 모식도.
도 6 - 본 발명의 실시예 6에 따른 모식도.
1-A schematic diagram according to Embodiment 1 of the present invention.
Figure 2-Schematic diagram according to a second embodiment of the present invention.
3-A schematic diagram according to Embodiment 3 of the present invention.
4-Schematic diagram according to Embodiment 4 of the present invention.
5-A schematic diagram according to Embodiment 5 of the present invention.
6-Schematic diagram according to Example 6 of the present invention.

본 발명은 초전도 전력 케이블의 내부에 냉매로 기존의 액체 질소 또는 고체 질소를 그대로 사용하면서, 초전도 전력 케이블 내에 액체 질소 또는 고체 질소보다 온도가 더 낮은 기체 헬륨 또는 액체 수소가 통과할 수 있는 유로를 형성하여, 상기 기체 헬륨 또는 액체 수소에 의한 액체 질소 또는 고체 질소의 온도를 제어하여 부하 변동 및 용량 변동에 따른 대처가 용이한 복합 냉매를 적용한 초전도 전력 케이블에 관한 것이다.The present invention uses a conventional liquid nitrogen or solid nitrogen as a refrigerant inside the superconducting power cable, while forming a flow path through which gas helium or liquid hydrogen lower in temperature than liquid nitrogen or solid nitrogen can pass through the superconducting power cable. Accordingly, the present invention relates to a superconducting power cable using a complex refrigerant that is easy to cope with load fluctuations and capacity fluctuations by controlling the temperature of liquid nitrogen or solid nitrogen by the gas helium or liquid hydrogen.

일반적으로 초전도 전력 케이블은 초전도 도체를 포함하는 코아부와, 상기 코아부를 수용하는 진공 단열관과, 상기 단열관 안쪽으로는 상기 코아부의 냉각을 위한 액체 질소 또는 고체 질소와 같은 냉매가 포함되도록 공간부가 형성되어 있으며, 본 발명에 따른 기체 헬륨 또는 액체 수소가 통과할 수 있는 유로는 상기 공간부에 형성되거나, 상기 단열관 내부의 빈 공간이 되어 상기 액체 질소 또는 고체 질소와 복합적으로 초전도 도체의 냉매로 작용하도록 한다.In general, a superconducting power cable includes a core part including a superconducting conductor, a vacuum insulated tube accommodating the core part, and a space part such that a refrigerant such as liquid nitrogen or solid nitrogen for cooling the core part is included inside the insulated tube. The flow path through which the gas helium or liquid hydrogen according to the present invention can pass is formed in the space part or becomes an empty space inside the heat insulation tube, and is a refrigerant of the superconductor in combination with the liquid nitrogen or solid nitrogen. To work.

즉, 초전도 전력 케이블 내의 액체 질소 또는 고체 질소에 의해 코아부의 초전도 도체를 냉각시키게 되며, 액체 질소를 냉매로 사용하는 경우에는 77K까지 냉각시키고, 고체 질소를 냉매로 사용하는 경우에는 64K까지 냉각시키게 된다. 여기에서, 액체 질소 또는 고체 질소의 온도가 올라가거나 부하의 변동, 전류 용량을 증가시키고자 할 경우에는 액체 질소 또는 고체 질소보다 낮은 온도의 기체 헬륨 또는 액체 수소를 상기 단열관 안쪽의 공간부에 형성된 유로, 또는 단열관 내부로 흐르도록 하여 냉매의 온도를 더욱 낮출 수 있도록 하며, 아울러 기존의 액체 질소를 사용하는 경우에는 액체 질소의 냉각 및 순환 시스템이 필요치 않게 된다.
That is, the superconducting conductor of the core part is cooled by liquid nitrogen or solid nitrogen in the superconducting power cable. When the liquid nitrogen is used as the refrigerant, the cooling is performed up to 77K, and when the solid nitrogen is used as the refrigerant, the cooling is up to 64K. . Here, when the temperature of the liquid nitrogen or solid nitrogen rises, or the load fluctuation, or the current capacity is to be increased, gas helium or liquid hydrogen having a temperature lower than that of the liquid nitrogen or solid nitrogen is formed in the space inside the insulation tube. By flowing into the flow path or the heat insulating tube, the temperature of the refrigerant can be further lowered. In addition, when the existing liquid nitrogen is used, the cooling and circulation system of the liquid nitrogen is not necessary.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명하고자 한다.
Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail an embodiment of the present invention.

<실시예 1>&Lt; Example 1 >

본 발명의 실시예 1은 상기 코아부(10)가 하나로 이루어진 단상 초전도 전력 케이블인 경우에 상기 유로(100)가 상기 코아부(10)의 중공부가 되는 것이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 진공 단열관(20) 내부의 공간부(30)에 코아부(10)가 하나 포함된 단상 초전도 전력 케이블은 포머(11) 내부에 중공부를 형성시킬 수 있으며, 별도의 기체 헬륨 또는 액체 수소를 위한 유로(100)의 형성없이 이 부분이 기체 헬륨 또는 액체 수소의 유로(100)가 된다. 그리고, 액체 질소 또는 고체 질소는 단열관(20)과 코아부(10) 사이의 공간부(30)에 수용되게 되어, 코아부(10)의 초전도 도체의 안쪽으로는 기체 헬륨 또는 액체 수소가 냉매로 작용하게 되고, 바깥쪽으로는 액체 질소 또는 고체 질소가 냉매로 작용하여, 코아부(10)의 온도를 낮춤과 동시에 액체 질소 또는 고체 질소의 온도를 더욱 낮추게 되어, 온도가 상승하거나, 부하의 가변, 용량의 변동 등에 용이하게 대처할 수 있도록 한다.
In the first embodiment of the present invention, when the core part 10 is a single-phase superconducting power cable composed of one, the passage 100 becomes a hollow part of the core part 10. As shown in FIG. 1, the single-phase superconducting power cable including one core part 10 in the space part 30 inside the vacuum insulator tube 20 may form a hollow part inside the former 11, and separately. This portion becomes the flow path 100 of the gas helium or liquid hydrogen without formation of the flow path 100 for the gas helium or liquid hydrogen. In addition, the liquid nitrogen or the solid nitrogen is accommodated in the space portion 30 between the heat insulation tube 20 and the core portion 10, and gaseous helium or liquid hydrogen is refrigerant inside the superconducting conductor of the core portion 10. Liquid nitrogen or solid nitrogen acts as a refrigerant to the outside, thereby lowering the temperature of the core portion 10 and at the same time lowering the temperature of the liquid nitrogen or solid nitrogen, thereby increasing the temperature or varying the load. In this case, it is possible to easily cope with the fluctuation of capacity.

<실시예 2><Example 2>

본 발명의 실시예 2는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 코아부(10)가 하나로 이루어진 단상 초전도 전력 케이블인 경우에 기체 헬륨 또는 액체 수소를 위한 유로(100)가 상기 단열관이 된다. 이 경우에 단열관의 바깥쪽은 단열을 위해 약간의 두께를 둘 수 있으며, 별도의 기체 헬륨 또는 액체 수소의 유로(100) 형성없이 단열관 내부를 유로(100)로 이용한 것이다.
In the second embodiment of the present invention, as shown in FIG. 2, when the core part 10 is a single-phase superconducting power cable, the channel 100 for gas helium or liquid hydrogen becomes the heat insulating tube. In this case, the outer side of the insulation tube may have a slight thickness for insulation, and the inside of the insulation tube is used as the passage 100 without forming a separate gas helium or liquid hydrogen passage 100.

<실시예 3><Example 3>

본 발명의 실시예 3은 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 코아부(10)가 하나로 이루어진 단상 초전도 전력 케이블인 경우에 상기 실시예 1과 실시예 2를 결합한 것으로서, 상기 코아부(10)의 포머(11)에 의한 중공부 및 상기 단열관(20) 내부에 기체 헬륨 또는 액체 수소의 유로(100)를 구성한 것이다.
As shown in FIG. 3, the third embodiment combines the first and second embodiments when the core part 10 is a single-phase superconducting power cable. The flow path 100 of the gas helium or the liquid hydrogen is formed in the hollow part by the former 11 and the inside of the heat insulation tube 20.

<실시예 4><Example 4>

본 발명의 실시예 4는 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 코아부(10)가 세개로 이루어진 삼상 초전도 전력 케이블인 경우에 상기 기체 헬륨 또는 액체 수소를 위한 유로(100)가 상기 단열관(20)과 동축형성되어 상기 코아부(10)를 내부에 포함하도록 형성된 것이다. 즉, 단열관(20) 안쪽으로 유로(100)를 위한 관을 더 형성하여 기체 헬륨 또는 액체 수소가 흐를 수 있도록 하며, 그 안쪽의 공간부(30)에는 액체 질소 또는 고체 질소가 존재하게 된다.
In the fourth embodiment of the present invention, as shown in FIG. 4, in the case where the core part 10 is a three-phase superconducting power cable having three, the flow path 100 for the gas helium or the liquid hydrogen is the insulation tube 20. ) Is coaxially formed with the core part 10. That is, the gas for helium or liquid hydrogen flows further by forming a pipe for the flow path 100 inside the heat insulation pipe 20, and liquid nitrogen or solid nitrogen exists in the space part 30 therein.

<실시예 5>Example 5

본 발명의 실시예 5는 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 코아부(10)가 세개로 이루어진 삼상 초전도 전력 케이블인 경우에 상기 기체 헬륨 또는 액체 수소를 위한 유로(100)가 상기 세개의 코아부(10) 중심에 형성된 것이다.
In the fifth embodiment of the present invention, as shown in FIG. 5, when the core part 10 is a three-phase superconducting power cable having three parts, the three core parts include a flow path 100 for the gas helium or liquid hydrogen. (10) It is formed in the center.

<실시예 6><Example 6>

본 발명의 실시예 6은 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 코아부(10)가 세개로 이루어진 삼상 초전도 전력 케이블인 경우에 상기 기체 헬륨 또는 액체 수소를 위한 유로(100)는 인접하는 코아부(10) 사이에 하나씩 세개가 형성된 것이다.
As shown in FIG. 6, in the sixth embodiment of the present invention, when the core part 10 is a three-phase three-phase superconducting power cable, the flow path 100 for the gas helium or liquid hydrogen is adjacent to the core part ( 10) Three are formed one by one.

이와 같이 본 발명은 초전도 전력 케이블 내부에 기존의 액체 질소 또는 고체 질소와 같은 냉매와 함께 보다 낮은 온도의 기체 헬륨 또는 액체 수소를 냉매로 이용할 수 있도록 유로를 형성한 것으로, 상기 유로는 단상 또는 삼상 초전도 전력 케이블의 경우, 또는 다상의 초전도 전력 케이블의 경우에 액체 질소 또는 고체 질소와 같은 냉매가 존재하는 공간부 상, 진공 단열관 내부 또는 초전도 전력 케이블 내부에 액체 질소 또는 고체 질소에 어떠한 열적 영향을 미칠 수 있는 공간에 적절하게 형성되어, 초전도 전력 케이블 운전 중 액체 질소 또는 고체 질소의 온도가 올라가거나 다른 원인에 의한 부하의 변동, 전류 용량의 증가 필요시에 액체 질소 또는 고체 질소와 함께 기체 헬륨 또는 액체 수소가 복합적으로 냉매로 작용하도록 하여 초전도 전력 케이블의 안정적인 운전이 가능하도록 한 것이다.As described above, the present invention is to form a flow path to use a lower temperature gas helium or liquid hydrogen as a refrigerant together with a conventional refrigerant such as liquid nitrogen or solid nitrogen inside the superconducting power cable, the flow path is a single-phase or three-phase superconducting In the case of power cables, or in the case of multiphase superconducting power cables, any thermal effects on liquid nitrogen or solid nitrogen in spaces where refrigerants such as liquid nitrogen or solid nitrogen are present, inside vacuum insulation tubes or inside superconducting power cables It is formed in a suitable space so that the temperature of liquid nitrogen or solid nitrogen during operation of superconducting power cable rises or the load fluctuates due to other causes, gas helium or liquid together with liquid nitrogen or solid nitrogen when the current capacity needs to be increased. Superconducting power by allowing hydrogen to act as a refrigerant The stable operation of the cable will have to be.

10 : 코아부 20 : 단열관
30 : 공간부 100 : 유로
10 core part 20: heat insulation tube
30: space portion 100: euro

Claims (6)

초전도 도체를 포함하는 코아부(10)와, 상기 코아부(10)를 내부에 수용하는 단열관(20)과, 상기 단열관(20) 안쪽으로 상기 코아부(10)의 냉각을 위한 액체 질소 또는 고체 질소와 같은 냉매가 포함되도록 공간부(30)가 형성된 초전도 전력 케이블에 있어서,
상기 공간부(30) 또는 상기 단열관(20) 내부에 기체 헬륨 또는 액체 수소가 흐를 수 있도록 유로(100)가 형성되어, 상기 액체 질소 또는 고체 질소와 복합적으로 초전도 도체의 냉매로 작용하도록 형성된 복합 냉매를 적용한 초전도 전력 케이블.
Core part 10 including a superconducting conductor, a heat insulating tube 20 accommodating the core part 10 therein, and liquid nitrogen for cooling the core part 10 into the heat insulating tube 20. Or in the superconducting power cable in which the space portion 30 is formed to include a refrigerant such as solid nitrogen,
A channel 100 is formed to allow gas helium or liquid hydrogen to flow in the space part 30 or the heat insulating tube 20, and is formed to act as a refrigerant of the superconductor in combination with the liquid nitrogen or the solid nitrogen. Superconducting power cable with refrigerant.
제 1항에 있어서, 상기 유로(100)는 상기 단열관(20)과 동축형성되어 상기 코아부(10)를 내부에 포함하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 복합 냉매를 적용한 초전도 전력 케이블.The superconducting power cable according to claim 1, wherein the flow path (100) is formed coaxially with the heat insulating tube (20) to include the core part (10) therein. 제 1항에 있어서, 상기 코아부(10)가 하나로 이루어진 단상 초전도 전력 케이블인 경우에는, 상기 유로(100)가 상기 코아부(10)의 중공부가 되는 것을 특징으로 하는 복합 냉매를 적용한 초전도 전력 케이블.2. The superconducting power cable according to claim 1, wherein when the core part 10 is a single phase superconducting power cable, the flow path 100 becomes a hollow part of the core part 10. . 제 3항에 있어서, 상기 유로(100)는, 상기 단열관(20)과 동축형성되어 상기 코아부(10)를 내부에 포함하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 복합 냉매를 적용한 초전도 전력 케이블.4. The superconducting power cable according to claim 3, wherein the flow path (100) is formed coaxially with the heat insulating tube (20) to include the core portion (10) therein. 제 1항에 있어서, 상기 코아부(10)가 세개로 이루어진 삼상 초전도 전력 케이블인 경우에는, 상기 유로(100)는 단열관(20)과 동축형성되어 상기 세개의 코아부(10)의 중심부에 형성되는 것을 특징으로 하는 복합 냉매를 적용한 초전도 전력 케이블.According to claim 1, wherein the core portion 10 is a three-phase superconducting power cable consisting of three, the flow path 100 is formed coaxially with the heat insulating tube 20 in the center of the three core portion (10) Superconducting power cable to which the composite refrigerant is formed, characterized in that formed. 제 1항에 있어서, 상기 코아부(10)가 세개로 이루어진 삼상 초전도 전력 케이블인 경우에는, 상기 유로(100)는 인접하는 코아부(10) 사이에 하나씩 형성되는 것을 특징으로 하는 복합 냉매를 적용한 초전도 전력 케이블.According to claim 1, wherein when the core portion 10 is a three-phase superconducting power cable consisting of three, the flow path 100 is formed by one between the adjacent core portion 10 is applied to the composite refrigerant Superconducting power cable.
KR1020100011293A 2010-02-08 2010-02-08 Superconducting power cable which is cooled by multiple cryogen Active KR101118747B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100011293A KR101118747B1 (en) 2010-02-08 2010-02-08 Superconducting power cable which is cooled by multiple cryogen

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100011293A KR101118747B1 (en) 2010-02-08 2010-02-08 Superconducting power cable which is cooled by multiple cryogen

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20110091929A true KR20110091929A (en) 2011-08-17
KR101118747B1 KR101118747B1 (en) 2012-03-13

Family

ID=44928954

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100011293A Active KR101118747B1 (en) 2010-02-08 2010-02-08 Superconducting power cable which is cooled by multiple cryogen

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101118747B1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103177815A (en) * 2011-12-23 2013-06-26 Ls电线有限公司 Superconducting cable
WO2013113224A1 (en) * 2012-02-02 2013-08-08 中国科学院电工研究所 Free liquid helium volatilization superconductive magnetic suspension device
US9261295B1 (en) 2012-03-26 2016-02-16 Ball Aerospace & Technologies Corp. Hybrid liquid-hydrogen and helium cryocooler systems and methods

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4609121B2 (en) * 2004-07-29 2011-01-12 住友電気工業株式会社 Superconducting cable line
JP4835821B2 (en) * 2004-11-02 2011-12-14 住友電気工業株式会社 Superconducting cable
KR100706494B1 (en) 2006-01-20 2007-04-10 엘에스전선 주식회사 Superconducting cable

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103177815A (en) * 2011-12-23 2013-06-26 Ls电线有限公司 Superconducting cable
KR20130073270A (en) 2011-12-23 2013-07-03 엘에스전선 주식회사 Triaxial superconducting cable
US9002423B2 (en) 2011-12-23 2015-04-07 Ls Cable Ltd. Superconducting cable
CN103177815B (en) * 2011-12-23 2016-02-03 Ls电线有限公司 Hyperconductive cable
WO2013113224A1 (en) * 2012-02-02 2013-08-08 中国科学院电工研究所 Free liquid helium volatilization superconductive magnetic suspension device
US9261295B1 (en) 2012-03-26 2016-02-16 Ball Aerospace & Technologies Corp. Hybrid liquid-hydrogen and helium cryocooler systems and methods

Also Published As

Publication number Publication date
KR101118747B1 (en) 2012-03-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4399770B2 (en) Superconducting cable operation method and superconducting cable system
JP4826996B2 (en) Superconducting cable line
JP4835821B2 (en) Superconducting cable
US7453041B2 (en) Method and apparatus for cooling a superconducting cable
CN107646134B (en) Apparatus and cooling method for direct current transmission
US7953466B2 (en) Superconducting cable
KR101781426B1 (en) Superconduction electric dc-cable
Klöppel et al. Thermo-hydraulic and economic aspects of long-length high-power MgB2 superconducting cables
Bruzek et al. MgB 2-based MVDC superconducting power cable in liquid hydrogen for hybrid energy distribution
KR101118747B1 (en) Superconducting power cable which is cooled by multiple cryogen
JP2006221877A (en) Intermediate connection structure of superconducting cable
US8923940B2 (en) System with a three phase superconductive electrical transmission element
JP4826797B2 (en) Superconducting cable line design method and superconducting cable line
US20050079980A1 (en) Superconducting cable
JP2014146585A (en) Superconductive cable and superconductive cable rail track
JP2014199744A (en) Cooling apparatus for superconductive cable
JPH02299108A (en) Superconducting cable
KR102351544B1 (en) Superconducting cable and superconducting power system having the same
Bruzek et al. Superconducting DC cables to improve the efficiency of electricity transmission and distribution networks: An overview
Yamada et al. Superconducting current feeder system for the large helical device
KR100777182B1 (en) High temperature superconducting power cable
Imagawa et al. Upgrading program for improving the cryogenic stability of LHD helical coils by lowering the operating temperature
JP2009048794A (en) Superconducting cable line
JP2012174403A (en) Normal temperature insulating type superconducting cable and method for manufacturing the same
JP2014146584A (en) Superconductive cable and superconductive cable rail track

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
PA0109 Patent application

Patent event code: PA01091R01D

Comment text: Patent Application

Patent event date: 20100208

PA0201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20110607

Patent event code: PE09021S01D

PG1501 Laying open of application
E701 Decision to grant or registration of patent right
PE0701 Decision of registration

Patent event code: PE07011S01D

Comment text: Decision to Grant Registration

Patent event date: 20111228

GRNT Written decision to grant
PR0701 Registration of establishment

Comment text: Registration of Establishment

Patent event date: 20120214

Patent event code: PR07011E01D

PR1002 Payment of registration fee

Payment date: 20120214

End annual number: 3

Start annual number: 1

PG1601 Publication of registration
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20141201

Year of fee payment: 4

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20141201

Start annual number: 4

End annual number: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160125

Year of fee payment: 5

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20160125

Start annual number: 5

End annual number: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20161227

Year of fee payment: 6

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20161227

Start annual number: 6

End annual number: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190213

Year of fee payment: 8

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20190213

Start annual number: 8

End annual number: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200210

Year of fee payment: 9

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20200210

Start annual number: 9

End annual number: 9

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20210208

Start annual number: 10

End annual number: 10

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20220208

Start annual number: 11

End annual number: 11

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20230206

Start annual number: 12

End annual number: 12