JP2017089953A - Cooling system of superconductive cable - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cooling system of a superconductive cable capable of cooling the superconductive cable to a desired temperature without an excessive burden to a chiller even when the temperature of the superconductive cable is suddenly increased.SOLUTION: A cooling system of a superconductive cable comprises: a reservoir for storing liquid gas; a circulation pump for circulating the liquid gas stored in the reservoir; a circulation loop having a cooling part for cooling the circulating liquid gas; and a pressure adjustment part for controlling the pressure of evaporation gas in the reservoir constant, so that the superconductive cable is cooled by circulating the liquid gas in a sub-cooling state. A return pipe for returning the liquid gas which has cooled the superconductive cable to the reservoir and a delivery pipe for sending out the liquid gas which has been cooled within the reservoir from the reservoir are connected to the reservoir; and a convection flow prevention plate is provided within the reservoir at a position upper than a connection position in which the return pipe and the delivery pipe are respectively connected to the reservoir, the convection flow prevention plate being disposed in the stored liquid gas and extending in a width direction of the reservoir.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本願発明は、液化ガスをサブクール状態で循環ループ内を循環させながら超電導ケーブルを冷却する超電導ケーブルの冷却システムに関する。   The present invention relates to a superconducting cable cooling system that cools a superconducting cable while circulating a liquefied gas in a circulation loop in a subcooled state.

特定の金属、合金、化合物などの物質を極低温に冷却したときに、電気抵抗が急激にゼロになる超電導という現象がある。送電用ケーブルに超電導の技術を応用した超電導ケーブルは、電流が流れる導体として超電導線を使用したものであり、小さな断面積で大電流を流すことができるため、送電に係る設備の小型化、送電効率の向上等の利点があり注目されている。   There is a phenomenon called superconductivity in which the electrical resistance suddenly becomes zero when a material such as a specific metal, alloy, or compound is cooled to a very low temperature. Superconducting cables that apply superconducting technology to power transmission cables use superconducting wires as current-carrying conductors and can flow large currents with a small cross-sectional area. It has gained attention because of its advantages such as improved efficiency.

超電導ケーブルの冷却は、液体窒素などの液化ガスを循環ループ内で循環させて行われる。ここで、超電導ケーブルを構成する絶縁体中において、循環している液化ガスが気化すると絶縁破壊の起点となる。このため、この種の冷却システムでは、液化ガスを飽和温度よりも低い状態(サブクール状態)に維持しながら循環する必要がある。また、一般的に冷却システムで循環する液化ガスの最低圧力は、耐電圧試験で部分放電が発生しない圧力である約0.2MPaG以上とされている。   The superconducting cable is cooled by circulating a liquefied gas such as liquid nitrogen in a circulation loop. Here, when the circulating liquefied gas is vaporized in the insulator constituting the superconducting cable, it becomes a starting point of dielectric breakdown. For this reason, in this kind of cooling system, it is necessary to circulate, maintaining liquefied gas in the state (subcool state) lower than saturation temperature. In general, the minimum pressure of the liquefied gas circulating in the cooling system is about 0.2 MPaG or more, which is a pressure at which partial discharge does not occur in the withstand voltage test.

循環する液化ガスの冷却は、例えば、液化ガスを貯留する貯留槽から送出される液化ガスを循環ループ上に設けられた冷却器によって行われる(特許文献1参照)。この特許文献1に記載の超電導ケーブルの冷却システムは、超電導ケーブルを冷却した液化ガスを貯留槽で一定の圧力に調整した後に、貯留槽から送出されて圧力調整された液化ガスを冷却器で冷却し、この冷却された液化ガスで超電導ケーブルを冷却するように構成されている。   Cooling of the liquefied gas which circulates is performed by the cooler provided on the circulation loop for the liquefied gas sent out from the storage tank which stores liquefied gas, for example (refer to patent documents 1). The cooling system for a superconducting cable described in Patent Document 1 adjusts the liquefied gas that has cooled the superconducting cable to a constant pressure in the storage tank, and then cools the liquefied gas that has been sent from the storage tank and pressure-adjusted with a cooler. The superconducting cable is cooled with the cooled liquefied gas.

特開2014−126283号公報JP 2014-126283 A

この特許文献1に記載の超電導ケーブルの冷却システムでは、超電導ケーブルを冷却して温度上昇した液化ガスを貯留槽に一時的に貯留するが、この超電導ケーブルを冷却した温度上昇した液化ガスは、貯留槽に貯留している他の液化ガスと温度差があるため、貯留槽内では液化ガスが上下方向に向く対流が発生する。この対流が発生すると、貯留槽内の上部に比較的に温度が高い液化ガスが貯留し、貯留槽内の下部に上部に滞留する液化ガスの温度よりも低い液化ガスが貯留する。従って、超電導ケーブルを冷却して温度が上昇した液化ガスを貯留槽内で冷却することが出来ない。このため、超電導ケーブルの温度が急激に上昇して冷却器に大きな負荷変動が作用した場合、この負荷が冷却器の冷却能力を超えると、冷却器が超電導ケーブルを所望の温度に冷却することができない虞が生じる。   In the cooling system for the superconducting cable described in Patent Document 1, the liquefied gas whose temperature has been increased by cooling the superconducting cable is temporarily stored in a storage tank. Since there is a temperature difference with other liquefied gas stored in the tank, convection occurs in the storage tank in which the liquefied gas is directed in the vertical direction. When this convection occurs, a liquefied gas having a relatively high temperature is stored in the upper part of the storage tank, and a liquefied gas lower than the temperature of the liquefied gas staying in the upper part is stored in the lower part of the storage tank. Therefore, the liquefied gas whose temperature has been increased by cooling the superconducting cable cannot be cooled in the storage tank. For this reason, when the temperature of the superconducting cable suddenly rises and a large load fluctuation is applied to the cooler, if the load exceeds the cooling capacity of the cooler, the cooler may cool the superconducting cable to a desired temperature. There is a risk that it will not be possible.

本発明の少なくとも一つの実施形態は、このような従来技術の状況の基になされた発明であって、その目的とするところは、超電導ケーブルの温度が急激に上昇しても、冷却器への負荷が過大にならずに、超電導ケーブルを所望の温度に冷却可能な超電導ケーブルの冷却システムを提供することを目的とする。   At least one embodiment of the present invention is an invention made on the basis of the state of the art as described above, and the object thereof is to supply a cooler even if the temperature of the superconducting cable is rapidly increased. It is an object of the present invention to provide a cooling system for a superconducting cable capable of cooling the superconducting cable to a desired temperature without causing an excessive load.

(1)本発明の少なくとも一つの実施形態にかかる超電導ケーブルの冷却システムは、
液化ガスを貯留する貯留槽と、該貯留槽に貯留された前記液化ガスを循環させる循環ポンプと、循環する前記液化ガスを冷却する冷却部を有する循環ループと、前記貯留槽内の気化ガスの圧力を一定にする圧力調整部とを備え、前記液化ガスをサブクール状態で循環させることにより超電導ケーブルを冷却する超電導ケーブルの冷却システムであって、
前記貯留槽には、前記超電導ケーブルを冷却した液化ガスを前記貯留槽内に戻す戻し管と、前記貯留槽内で冷却された液化ガスを前記貯留槽から送出する送出管とが接続され、
前記貯留槽内には、前記戻し管及び前記送出管の夫々が前記貯留槽に接続される接続位置よりも上方位置であって貯留する前記液化ガス内に配置されて前記貯留槽の幅方向に延びる対流防止板が設けられているように構成される。
(1) A cooling system for a superconducting cable according to at least one embodiment of the present invention includes:
A storage tank for storing the liquefied gas, a circulation pump for circulating the liquefied gas stored in the storage tank, a circulation loop having a cooling unit for cooling the liquefied gas to be circulated, and a vaporization gas in the storage tank A superconducting cable cooling system comprising: a pressure adjusting unit configured to make the pressure constant; and cooling the superconducting cable by circulating the liquefied gas in a subcooled state,
The storage tank is connected to a return pipe that returns the liquefied gas that has cooled the superconducting cable into the storage tank, and a delivery pipe that delivers the liquefied gas cooled in the storage tank from the storage tank,
In the storage tank, each of the return pipe and the delivery pipe is positioned above the connection position connected to the storage tank and is stored in the liquefied gas to be stored in the width direction of the storage tank. It is comprised so that the convection prevention board extended may be provided.

上記(1)に記載の超電導ケーブルの冷却システムは、貯留槽には、超電導ケーブルを冷却した液化ガスを貯留槽内に戻す戻し管と、貯留槽内で冷却された液化ガスを貯留槽から送出する送出管とが接続される。そして、貯留槽内には、戻し管及び送出管の夫々が貯留槽に接続される接続位置よりも上方位置であって貯留する液化ガス内に配置されて貯留槽の幅方向に延びる対流防止板が設けられている。このため、戻し管から貯留槽内に流入した液化ガスは温度が比較的に高いので貯留槽内に貯留する液化ガス内を上昇するが、対流防止板によって上昇する液化ガスの移動が規制される。また、貯留槽に貯留する液化ガスのうち対流防止板よりも上方に貯留する液化ガスの温度が比較的に低い液化ガスは、下方へ向かって流れようとするが、この流れは対流防止板によって規制される。このため、液化ガスの上下方向に移動する対流が対流防止板によって規制される。したがって、戻し管から貯留槽内に流入した液化ガスは、対流防止板よりも下方に貯留する液化ガスと混合且つ熱交換しながら冷却され、送出管側へ向かって流れて送出管から送出される。このため、貯留槽内に流入する液化ガスを貯留槽内に貯留する液化ガスとの間の熱交換で冷却することができる。このため、環ループに設けられて冷却部によって液化ガスを冷却する負荷を軽減することができる。従って、超電導ケーブルの温度が急激に上昇して超電導ケーブルを冷却する液化ガスの温度が上昇した場合、この温度上昇した液化ガスを貯留槽内の液化ガスと冷却器で冷却することができるので、冷却器のみで液化ガスを冷却する場合と比較して、冷却器の負荷を軽減することができる。よって、超電導ケーブルの温度が急激に上昇しても、冷却器への負荷が過大にならずに、超電導ケーブルを所望の温度に冷却可能な超電導ケーブルの冷却システムを実現できる。   In the superconducting cable cooling system described in (1) above, the storage tank is supplied with a return pipe that returns the liquefied gas that has cooled the superconducting cable into the storage tank, and the liquefied gas cooled in the storage tank is sent from the storage tank. Connected to the delivery pipe. And in the storage tank, each of the return pipe and the delivery pipe is located above the connection position connected to the storage tank and is disposed in the stored liquefied gas and extends in the width direction of the storage tank. Is provided. For this reason, since the temperature of the liquefied gas flowing into the storage tank from the return pipe is relatively high, the liquefied gas stored in the storage tank rises, but the movement of the liquefied gas rising by the convection prevention plate is regulated. . In addition, the liquefied gas stored in the storage tank and having a relatively low temperature of the liquefied gas stored above the convection prevention plate tends to flow downward, but this flow is caused by the convection prevention plate. Be regulated. For this reason, the convection which moves to the up-down direction of liquefied gas is controlled by the convection prevention board. Therefore, the liquefied gas flowing into the storage tank from the return pipe is cooled while mixing and exchanging heat with the liquefied gas stored below the convection prevention plate, flows toward the delivery pipe, and is sent out from the delivery pipe. . For this reason, the liquefied gas flowing into the storage tank can be cooled by heat exchange with the liquefied gas stored in the storage tank. For this reason, the load which is provided in the ring loop and cools the liquefied gas by the cooling unit can be reduced. Therefore, when the temperature of the superconducting cable suddenly rises and the temperature of the liquefied gas that cools the superconducting cable rises, the liquefied gas that has risen in temperature can be cooled by the liquefied gas and the cooler in the storage tank. Compared with the case where the liquefied gas is cooled only by the cooler, the load on the cooler can be reduced. Therefore, even if the temperature of the superconducting cable suddenly increases, a superconducting cable cooling system capable of cooling the superconducting cable to a desired temperature can be realized without causing an excessive load on the cooler.

(2)幾つかの実施形態では、上記(1)の記載の超電導ケーブルの冷却システムにおいて、
前記冷却部は、前記対流防止板よりも下方に貯留する前記液化ガスを冷却する位置に配設されているように構成される。
(2) In some embodiments, in the cooling system for a superconducting cable according to (1) above,
The cooling unit is configured to be disposed at a position for cooling the liquefied gas stored below the convection prevention plate.

上記(2)に記載の超電導ケーブルの冷却システムによれば、冷却部は、対流防止板よりも下方に貯留する液化ガスを冷却する位置に配設されている。このため、対流防止板よりも下方に貯留する液化ガスが冷却部によって冷却されるので、対流防止板よりも下方に貯留する液化ガス内に流入する液化ガスは、貯留する液化ガスとの熱交換によって冷却されるとともに、冷却器との熱交換によっても冷却される。このため、超電導ケーブルの温度が急激に上昇しても、冷却器の負荷が過大になることなく、超電導ケーブルを冷却するための液化ガスを確実に冷却することができる。   According to the superconducting cable cooling system described in (2) above, the cooling section is disposed at a position for cooling the liquefied gas stored below the convection prevention plate. For this reason, since the liquefied gas stored below the convection prevention plate is cooled by the cooling unit, the liquefied gas flowing into the liquefied gas stored below the convection prevention plate exchanges heat with the stored liquefied gas. And is also cooled by heat exchange with the cooler. For this reason, even if the temperature of the superconducting cable suddenly rises, the liquefied gas for cooling the superconducting cable can be reliably cooled without causing an excessive load on the cooler.

(3)幾つかの実施形態では、上記(2)の記載の超電導ケーブルの冷却システムにおいて、
前記冷却部の位置は、前記対流防止板よりも下方に貯留する液化ガスのうち前記対流防止板に近接する液化ガスを冷却する位置であるように構成されている。
(3) In some embodiments, in the cooling system for a superconducting cable according to (2) above,
The position of the cooling unit is configured to cool a liquefied gas that is close to the convection preventing plate out of the liquefied gas stored below the convection preventing plate.

上記(3)に記載の超電導ケーブルの冷却システムによれば、冷却部の位置は、対流防止板よりも下方に貯留する液化ガスのうち対流防止板に近接する液化ガスを冷却する位置にある。超電導ケーブルを冷却して温度が上がった液化ガスが対流防止板よりも下方に貯留する液化ガス内に流入すると、温度が上がった液化ガスは、一般的に密度が小さくなって上方へ移動する。このため、温度が上がった液化ガスが対流防止板よりも下方の貯留槽内に流入すると、この液化ガスは、貯留している液化ガスよりも温度が高いので、温度が上がった液化ガスは上方へ移動する。このため、冷却部の位置を、対流防止板よりも下方に貯留する液化ガスのうち対流防止板に近接する液化ガスを冷却する位置にすることで、温度が上がった液化ガスを効果的に冷却することができる。   According to the superconducting cable cooling system described in (3) above, the position of the cooling unit is a position for cooling the liquefied gas adjacent to the convection prevention plate among the liquefied gas stored below the convection prevention plate. When the liquefied gas whose temperature has been increased by cooling the superconducting cable flows into the liquefied gas stored below the convection prevention plate, the liquefied gas whose temperature has been increased generally decreases in density and moves upward. For this reason, when the liquefied gas whose temperature has risen flows into the storage tank below the convection prevention plate, the liquefied gas has a higher temperature than the stored liquefied gas. Move to. For this reason, the liquefied gas whose temperature has risen is effectively cooled by setting the position of the cooling part to a position for cooling the liquefied gas in the vicinity of the convection preventing plate among the liquefied gases stored below the convection preventing plate. can do.

(4)幾つかの実施形態では、上記(3)に記載の超電導ケーブルの冷却システムにおいて、
前記対流防止板よりも下方の前記貯留槽内には、前記戻し管から吐出する液化ガスを前記送出管に案内するための案内流路が形成されているように構成される。
(4) In some embodiments, in the cooling system for a superconducting cable according to (3) above,
A guide channel for guiding the liquefied gas discharged from the return pipe to the delivery pipe is formed in the storage tank below the convection prevention plate.

上記(4)に記載の超電導ケーブルの冷却システムによれば、対流防止板よりも下方の貯留槽内には、戻し管から吐出する液化ガスを送出管に案内するための案内流路が形成されている。戻し管から吐出する液化ガスが案内流路を流れることで、この液化ガスが貯留槽内で滞留する虞を無くすことができる。このため、液化ガスは、案内流路の流通時に対流防止板よりも下方の貯留槽内に貯留する液化ガスと確実に熱交換されて冷却される。このため、液化ガスを効果的に冷却することができる。   According to the cooling system for a superconducting cable described in (4) above, a guide channel for guiding the liquefied gas discharged from the return pipe to the delivery pipe is formed in the storage tank below the convection prevention plate. ing. When the liquefied gas discharged from the return pipe flows through the guide flow path, there is no possibility that the liquefied gas stays in the storage tank. For this reason, the liquefied gas is cooled by reliably exchanging heat with the liquefied gas stored in the storage tank below the convection prevention plate during the flow of the guide channel. For this reason, liquefied gas can be cooled effectively.

(5)幾つかの実施形態では、上記(4)に記載の超電導ケーブルの冷却システムにおいて、
前記案内流路は、前記貯留槽内において、前記貯留槽の幅方向に延在して上下方向に間隔を有して配設された複数の敷板を有して構成されている。
(5) In some embodiments, in the cooling system for a superconducting cable according to (4),
The guide channel has a plurality of floor plates extending in the width direction of the storage tank and spaced apart in the vertical direction in the storage tank.

上記(5)に記載の超電導ケーブルの冷却システムによれば、案内流路は、貯留槽内において、貯留槽の幅方向に延在して上下方向に間隔を有して配設された複数の敷板を有して構成されている。このため、上下に隣接する敷板間に案内流路を形成することができる。従って、簡易な構成で案内流路を備える貯留槽を実現できる。   According to the cooling system for a superconducting cable according to the above (5), the guide channel extends in the storage tank in the width direction and is arranged at intervals in the vertical direction in the storage tank. It has a floor plate. For this reason, a guide channel can be formed between the floor plates adjacent in the vertical direction. Therefore, it is possible to realize a storage tank having a guide channel with a simple configuration.

(6)幾つかの実施形態では、上記(5)に記載の超電導ケーブルの冷却システムにおいて、
前記戻し管は、前記対流防止板よりも下方の前記貯留槽に接続され、
前記送出管は、前記対流防止板よりも下方であって前記戻し管よりも上方の前記貯留槽に接続されているように構成される。
(6) In some embodiments, in the cooling system for a superconducting cable according to (5) above,
The return pipe is connected to the storage tank below the convection prevention plate,
The delivery pipe is configured to be connected to the storage tank below the convection prevention plate and above the return pipe.

上記(6)に記載の超電導ケーブルの冷却システムによれば、戻し管は、対流防止板よりも下方の貯留槽に接続され、送出管は、対流防止板よりも下方であって戻し管よりも上方の貯留槽に接続されている。温度が上がった液化ガスは、一般的に密度が小さくなって上方へ移動する。このため、温度が上がった液化ガスが対流防止板よりも下方に貯留する液化ガス内に流入すると、この液化ガスは、貯留している液化ガスよりも温度が高いので、温度が上がった液化ガスは上方へ移動する。このため、送出管を対流防止板よりも下方であって戻し管よりも上方の貯留槽に接続することで、超電導ケーブルを冷却して温度が上がった液化ガスを確実に送出管に導入することができる。   According to the cooling system for a superconducting cable described in (6) above, the return pipe is connected to the storage tank below the convection prevention plate, and the delivery pipe is below the convection prevention plate and is lower than the return pipe. It is connected to the upper storage tank. The liquefied gas whose temperature has increased generally has a lower density and moves upward. For this reason, when the liquefied gas whose temperature has risen flows into the liquefied gas stored below the convection prevention plate, the liquefied gas has a higher temperature than the stored liquefied gas. Moves upward. For this reason, by connecting the delivery pipe to a storage tank below the convection prevention plate and above the return pipe, the superconducting cable is cooled and the liquefied gas whose temperature has risen is reliably introduced into the delivery pipe. Can do.

(7)幾つかの実施形態では、上記(2)に記載の超電導ケーブルの冷却システムにおいて、
前記冷却部は、前記対流防止板よりも下方の前記貯留槽に貯留された液体ガスのうち前記対流防止板に近接した液体ガスを囲む前記貯留槽の側壁の外側面に配設された冷却装置の熱交換器であるように構成される。
(7) In some embodiments, in the cooling system for a superconducting cable according to (2) above,
The cooling unit is a cooling device disposed on an outer surface of the side wall of the storage tank that surrounds the liquid gas that is close to the convection prevention plate among the liquid gas stored in the storage tank below the convection prevention plate. It is configured to be a heat exchanger.

上記(7)に記載の超電導ケーブルの冷却システムによれば、冷却部は、対流防止板よりも下方の貯留槽に貯留された液体ガスのうち対流防止板に近接した液体ガスを囲む貯留槽の側壁の外側面に配設された冷却装置の熱交換器である。対流防止板よりも下方であって対流防止板に近接して貯留する液化ガスは、貯留槽の側壁を介して熱交換器との間で熱交されて冷却される。このため、対流防止板よりも下方に貯留する液化ガスのうち対流防止板に近接して温度が上昇した液化ガスを効果的に冷却することができる。   According to the cooling system for a superconducting cable described in (7) above, the cooling unit includes a storage tank that surrounds the liquid gas adjacent to the convection prevention plate among the liquid gases stored in the storage tank below the convection prevention plate. It is the heat exchanger of the cooling device arrange | positioned at the outer surface of the side wall. The liquefied gas stored below the convection prevention plate and close to the convection prevention plate is cooled by heat exchange with the heat exchanger via the side wall of the storage tank. For this reason, it is possible to effectively cool the liquefied gas whose temperature rises in the vicinity of the convection prevention plate among the liquefied gas stored below the convection prevention plate.

(8)幾つかの実施形態では、上記(7)に記載の超電導ケーブルの冷却システムにおいて、
前記貯留槽は、外側槽内に収容され、前記貯留槽と前記外側槽との間の空間は真空断熱層を構成している。
(8) In some embodiments, in the cooling system for a superconducting cable according to (7) above,
The said storage tank is accommodated in an outer side tank, and the space between the said storage tank and the said outer side tank comprises the vacuum heat insulation layer.

上記(8)に記載の超電導ケーブルの冷却システムによれば、貯留槽は、外側槽内に収容され、貯留槽と外側槽との間の空間は真空断熱層を構成している。貯留槽と外側槽との間の空間が真空断熱層を構成しているので、熱交換器と液化ガスとの熱交換の際に、外部からの熱の浸入や外部への熱の漏出を無くすことができる。   According to the superconducting cable cooling system described in (8) above, the storage tank is accommodated in the outer tank, and the space between the storage tank and the outer tank constitutes a vacuum heat insulating layer. Since the space between the storage tank and the outer tank forms a vacuum insulation layer, it eliminates the ingress of heat from the outside and the leakage of heat to the outside during the heat exchange between the heat exchanger and the liquefied gas. be able to.

(9)幾つかの実施形態では、上記(7)又は(8)に記載の超電導ケーブルの冷却システムにおいて、
前記貯留槽内の前記対流防止板よりも下方の容積は、前記送出管から送出される液化ガスがサブクール状態の所定温度に冷却されるように、前記冷却部の熱交換器の冷却能力と、前記対流防止板よりも下方の前記貯留槽内に貯留する液化ガスの蓄熱量とに基づいて設定されているように構成されている。
(9) In some embodiments, in the cooling system for a superconducting cable according to (7) or (8) above,
The volume below the convection prevention plate in the storage tank is such that the liquefied gas delivered from the delivery pipe is cooled to a predetermined temperature in a subcooled state, and the cooling capacity of the heat exchanger of the cooling unit, It is configured to be set based on the heat storage amount of the liquefied gas stored in the storage tank below the convection prevention plate.

上記(9)に記載の超電導ケーブルの冷却システムによれば、貯留槽内の対流防止板よりも下方の容積は、送出管から送出される液化ガスがサブクール状態の所定温度に冷却されるように、冷却部の熱交換器の冷却能力と、対流防止板よりも下方の貯留槽内に貯留する液化ガスの蓄熱量とに基づいて設定されている。このため、超電導ケーブルが急激な温度上昇をした場合、超電導ケーブルを冷却して温度が上昇した液化ガスを、熱交換器による冷却と、貯留する液化ガスとの熱交換による冷却によって、確実に冷却することができる。このため、超電導ケーブルの温度が急激に上昇しても、冷却器への負荷が過大にならずに、超電導ケーブルを所望の温度に冷却可能な超電導ケーブルの冷却システムを実現できる。   According to the cooling system for a superconducting cable described in (9) above, the volume below the convection prevention plate in the storage tank is such that the liquefied gas delivered from the delivery pipe is cooled to a predetermined temperature in the subcooled state. It is set based on the cooling capacity of the heat exchanger of the cooling unit and the heat storage amount of the liquefied gas stored in the storage tank below the convection prevention plate. For this reason, when the temperature of the superconducting cable suddenly rises, the liquefied gas whose temperature has risen by cooling the superconducting cable is reliably cooled by cooling with a heat exchanger and heat exchange with the stored liquefied gas. can do. For this reason, even if the temperature of the superconducting cable suddenly rises, a cooling system for the superconducting cable that can cool the superconducting cable to a desired temperature without causing an excessive load on the cooler can be realized.

(10)幾つかの実施形態では、上記(1)に記載の超電導ケーブルの冷却システムにおいて、
前記冷却部は、前記対流防止板よりも下方の前記貯留槽内に貯留された液体ガスを導出する導出管と、前記導出管から導出された液体ガスを冷却する冷却装置と、前記冷却装置によって冷却された液化ガスを前記対流防止板よりも下方の前記貯留槽内に戻す戻し管と、前記導出管に設けられて前記貯留槽内の液体ガスを前記導出管に送り出す導出ポンプと、を備えるように構成される。
(10) In some embodiments, in the cooling system for a superconducting cable according to (1) above,
The cooling unit includes a lead-out pipe that leads out the liquid gas stored in the storage tank below the convection prevention plate, a cooling device that cools the liquid gas led out from the lead-out pipe, and the cooling device. A return pipe that returns the cooled liquefied gas into the storage tank below the convection prevention plate, and a lead-out pump that is provided in the lead-out pipe and sends the liquid gas in the storage tank to the lead-out pipe. Configured as follows.

上記(10)に記載の超電導ケーブルの冷却システムによれば、導出ポンプによって導出管を介して導出された液化ガスWは冷却装置で冷却されて導入管を介して貯留槽に戻される。このように、導出管及び導出管によって循環ループを形成し、液化ガスは導出ポンプによって循環ループを循環する。このため、貯留槽の対流防止板よりも下方の貯留槽内に貯留する液化ガスは、循環ループによって強制的に冷却される。このため、超電導ケーブルを冷却して温度上昇して貯留槽内に戻される液化ガスは、循環ループによって強制的に冷却された液化ガスと混合されて冷却される。したがって、超電導ケーブルの温度が急激に上昇しても、冷却装置の負荷が過大にならずに、超電導ケーブルを所望の温度に冷却することができる。   According to the superconducting cable cooling system described in (10) above, the liquefied gas W led out by the lead-out pump through the lead-out pipe is cooled by the cooling device and returned to the storage tank through the lead-in pipe. In this way, a circulation loop is formed by the outlet pipe and the outlet pipe, and the liquefied gas is circulated through the circulation loop by the outlet pump. For this reason, the liquefied gas stored in the storage tank below the convection prevention plate of the storage tank is forcibly cooled by the circulation loop. For this reason, the liquefied gas which cools a superconducting cable, raises temperature, and is returned in a storage tank is mixed with the liquefied gas forcedly cooled by the circulation loop, and is cooled. Therefore, even if the temperature of the superconducting cable rapidly increases, the superconducting cable can be cooled to a desired temperature without causing an excessive load on the cooling device.

(11)幾つかの実施形態では、上記(1)から(10)のいずれかに記載の超電導ケーブルの冷却システムにおいて、
前記貯留槽内に貯留する液化ガスの上方には、ガス相を貯留する空間部が形成されているように構成される。
(11) In some embodiments, in the superconducting cable cooling system according to any one of (1) to (10) above,
A space for storing the gas phase is formed above the liquefied gas stored in the storage tank.

上記(11)に記載の超電導ケーブルの冷却システムによれば、貯留槽内に貯留する液化ガスの上方には、ガス相を貯留する空間部が形成されている。このため、液化ガスの温度が変化して体積が増減しても、貯留槽内の空間部によって液化ガスの体積の増減を吸収することができる。このため、超電導ケーブルや循環ループ内での圧力の上昇による不都合(例えば、循環路、貯留槽の損傷)の発生を未然に防止することができる。   According to the superconducting cable cooling system described in (11) above, the space for storing the gas phase is formed above the liquefied gas stored in the storage tank. For this reason, even if the temperature of liquefied gas changes and a volume increases / decreases, the increase / decrease in the volume of liquefied gas can be absorbed by the space part in a storage tank. For this reason, it is possible to prevent inconvenience (for example, damage to the circulation path and the storage tank) due to an increase in pressure in the superconducting cable and the circulation loop.

(12)幾つかの実施形態では、上記(1)に記載の超電導ケーブルの冷却システムにおいて、
前記圧力調整部は、前記循環ループから分岐したバイパスラインに設けられて前記バイパスラインを介して導入した液化ガスを気化する熱交換器と、前記熱交換器で気化された気化ガスを前記貯留槽内に貯留する液化ガスの上方の空間部に供給可能な流量調整弁と、を有して構成されている。
(12) In some embodiments, in the cooling system for a superconducting cable according to (1),
The pressure adjusting unit is provided in a bypass line branched from the circulation loop, and heat exchanger for vaporizing the liquefied gas introduced through the bypass line; and the vaporized gas vaporized by the heat exchanger in the storage tank A flow rate adjusting valve that can be supplied to the space above the liquefied gas stored therein.

上記(12)に記載の超電導ケーブルの冷却システムによれば、圧力調整部は、循環ループから分岐したバイパスラインに設けられてバイパスラインを介して導入した液化ガスを気化する熱交換器と、熱交換器で気化された気化ガスを貯留槽内に貯留する液化ガスの上方の空間部に供給可能な流量調整弁と、を有して構成される。貯留槽内の圧力が低下した場合には、流量調整弁を開弁して循環ループからバイパスラインに液化ガスを流して熱交換器で気化させ、気化した気化ガスを貯留槽の空間部に供給する。このため、貯留槽内の圧力を上昇させることができる。このため、超電導ケーブル内での放電の発生を確実に防止することができる。   According to the cooling system for a superconducting cable described in the above (12), the pressure adjusting unit is provided in a bypass line branched from the circulation loop and heat exchanger that vaporizes the liquefied gas introduced through the bypass line; And a flow rate adjusting valve capable of supplying the vaporized gas vaporized by the exchanger to the space above the liquefied gas for storing in the storage tank. When the pressure in the storage tank drops, the flow control valve is opened, liquefied gas is flowed from the circulation loop to the bypass line, vaporized by the heat exchanger, and the vaporized vaporized gas is supplied to the space of the storage tank To do. For this reason, the pressure in a storage tank can be raised. For this reason, generation | occurrence | production of the discharge within a superconducting cable can be prevented reliably.

(13)幾つかの実施形態では、上記(9)又は(10)に記載の超電導ケーブルの冷却システムにおいて、
前記貯留槽内の前記液化ガスよりも上方の空間部の圧力を検出する圧力検出部と、
前記送出管から送出される液化ガスの温度を検出する温度検出部と、
前記圧力検出部及び前記温度検出部により検出される夫々の検出値に基づいて、前記循環ループを流れる液化ガスがサブクール状態に維持されるように、前記圧力調整部及び前記冷却部の作動を制御する制御部と、をさらに備えるように構成されている。
(13) In some embodiments, in the cooling system for a superconducting cable according to (9) or (10) above,
A pressure detector for detecting the pressure of the space above the liquefied gas in the storage tank;
A temperature detector for detecting the temperature of the liquefied gas delivered from the delivery pipe;
Based on the detection values detected by the pressure detection unit and the temperature detection unit, the operations of the pressure adjustment unit and the cooling unit are controlled so that the liquefied gas flowing through the circulation loop is maintained in a subcooled state. And a control unit.

上記(13)に記載の超電導ケーブルの冷却システムによれば、貯留槽内の液化ガスよりも上方の空間部の圧力を検出する圧力検出部と、送出管から送出される液化ガスの温度を検出する温度検出部と、圧力検出部及び温度検出部により検出される夫々の検出値に基づいて、循環ループを流れる液化ガスがサブクール状態に維持されるように、圧力調整部及び冷却部の作動を制御する制御部と、をさらに備えるように構成される。循環ループを循環する液化ガスが気化すると、超電導ケーブルを構成する絶縁体中において絶縁破壊の起点となる虞が生じる。このため、液化ガスの温度を飽和温度よりも低くする必要があるので、液化ガスの温度検出が必要になる。また、絶縁破壊は、放電によっても発生することから、放電が発生しないように、循環ループを循環する液化ガスの圧力検出が必要になる。このため、制御部によって、圧力検出部及び温度検出部の夫々の検出値に基づいて圧力調整部及び冷却部の作動を制御することで、循環ループを流れる液化ガスをサブクール状態に維持することができる。   According to the cooling system for a superconducting cable described in (13) above, a pressure detection unit that detects the pressure in the space above the liquefied gas in the storage tank, and the temperature of the liquefied gas delivered from the delivery pipe are detected. And the operation of the pressure adjusting unit and the cooling unit so that the liquefied gas flowing through the circulation loop is maintained in the subcooled state based on the detected values detected by the temperature detecting unit and the pressure detecting unit and the temperature detecting unit. And a control unit for controlling. When the liquefied gas circulating in the circulation loop is vaporized, there is a risk that the dielectric breakdown starts in the insulator constituting the superconducting cable. For this reason, since the temperature of the liquefied gas needs to be lower than the saturation temperature, it is necessary to detect the temperature of the liquefied gas. Moreover, since dielectric breakdown also occurs due to electric discharge, it is necessary to detect the pressure of the liquefied gas circulating in the circulation loop so that electric discharge does not occur. For this reason, it is possible to maintain the liquefied gas flowing through the circulation loop in the subcooled state by controlling the operation of the pressure adjusting unit and the cooling unit based on the detection values of the pressure detecting unit and the temperature detecting unit. it can.

本発明の少なくとも幾つかの実施形態によれば、超電導ケーブルの温度が急激に上昇しても、冷却器への負荷が過大にならずに、超電導ケーブルを所望の温度に冷却可能な超電導ケーブルの冷却システムを提供することができる。   According to at least some embodiments of the present invention, a superconducting cable capable of cooling the superconducting cable to a desired temperature without excessive load on the cooler even if the temperature of the superconducting cable suddenly increases. A cooling system can be provided.

本発明の一実施形態にかかる超電導ケーブルの冷却システムの全体構成を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the whole structure of the cooling system of the superconducting cable concerning one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態にかかる貯留槽内に貯留する液化ガスの冷却を説明するための貯留槽の部分説明図である。It is a partial explanatory view of a storage tank for explaining cooling of liquefied gas stored in a storage tank concerning one embodiment of the present invention. 図2のA矢視に示す部分拡大断面図である。It is a partial expanded sectional view shown to A arrow of FIG. 本発明の一実施形態にかかる超電導ケーブルの冷却システムにおける時間と、液化ガスの温度及び熱量との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship in the cooling system of the superconducting cable concerning one Embodiment of this invention, the temperature of liquefied gas, and calorie | heat amount. 本発明の他の実施形態にかかる超電導ケーブルの冷却システムの全体構成を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the whole structure of the cooling system of the superconducting cable concerning other embodiment of this invention.

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について、図1〜図5を参照しながら説明する。但し、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではない。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 5 with reference to the accompanying drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the component parts described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention to that unless otherwise specified.

例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。   For example, expressions expressing relative or absolute arrangements such as “in a certain direction”, “along a certain direction”, “parallel”, “orthogonal”, “center”, “concentric” or “coaxial” are strictly In addition to such an arrangement, it is also possible to represent a state of relative displacement with an angle or a distance such that tolerance or the same function can be obtained.

例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。   For example, an expression indicating that things such as “identical”, “equal”, and “homogeneous” are in an equal state not only represents an exactly equal state, but also has a tolerance or a difference that can provide the same function. It also represents the existing state.

例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。   For example, expressions representing shapes such as quadrangular shapes and cylindrical shapes represent not only geometrically strict shapes such as quadrangular shapes and cylindrical shapes, but also irregularities and chamfers as long as the same effects can be obtained. A shape including a part or the like is also expressed.

一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。   On the other hand, the expressions “comprising”, “comprising”, “comprising”, “including”, or “having” one constituent element are not exclusive expressions for excluding the existence of the other constituent elements.

また、以下の説明において、同じ構成には同じ符号を付してその詳細な説明を省略する場合がある。   In the following description, the same components may be denoted by the same reference numerals and detailed description thereof may be omitted.

図1は、本発明の一実施形態にかかる超電導ケーブルの冷却システムの全体構成を示す概念図である。本実施形態の超電導ケーブルの冷却システムは、図1に示すように、液化ガスW(例えば、液体窒素)を貯留する貯留槽1と、貯留槽1に貯留された液化ガスWを循環させる循環ポンプPと、循環する液化ガスWを冷却する冷却部31を有する循環ループ30と、貯留槽1内の気化ガスAの圧力を一定にする圧力調整部40とを備え、液化ガスWをサブクール状態で循環させることにより超電導ケーブルCを冷却する。そして、貯留槽1には、超電導ケーブルCを冷却した液化ガスWを貯留槽1内に戻す戻し管33と、貯留槽1内で冷却された液化ガスWを貯留槽1から送出する送出管35とが接続され、貯留槽1内には、戻し管33及び送出管35の夫々が貯留槽1に接続される接続位置P1、P2よりも上方位置であって貯留する液化ガスW内に配置されて貯留槽1の幅方向に延びる対流防止板5が設けられている。   FIG. 1 is a conceptual diagram showing the overall configuration of a cooling system for a superconducting cable according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the cooling system for a superconducting cable according to this embodiment includes a storage tank 1 that stores a liquefied gas W (for example, liquid nitrogen), and a circulation pump that circulates the liquefied gas W stored in the storage tank 1. P, a circulation loop 30 having a cooling unit 31 for cooling the circulating liquefied gas W, and a pressure adjusting unit 40 for making the pressure of the vaporized gas A in the storage tank 1 constant, the liquefied gas W being in a subcooled state The superconducting cable C is cooled by circulating it. And in the storage tank 1, the return pipe 33 which returns the liquefied gas W which cooled the superconducting cable C in the storage tank 1, and the sending pipe 35 which sends out the liquefied gas W cooled in the storage tank 1 from the storage tank 1 In the storage tank 1, the return pipe 33 and the delivery pipe 35 are arranged above the connection positions P <b> 1 and P <b> 2 connected to the storage tank 1 and stored in the liquefied gas W to be stored. A convection prevention plate 5 extending in the width direction of the storage tank 1 is provided.

図示した実施形態では、貯留槽1は上下方向に延びた円筒状の胴部1aと、胴部1aの下部に接続されて下方に突出して湾曲する底部1bと、胴部1aの上部に接続されて上方に突出して湾曲する頂部1cと、を有して内部が中空に形成されている。貯留槽1は、この外側に配置された外側槽7内に収容され、貯留槽1と外側槽7との間の空間は不図示の真空ポンプによって減圧されて真空断熱層8が形成されている。貯留槽1内には、液化ガスWの液面よりも上方に空間部10が形成され、この空間部10に気化ガスA(窒素ガス)が満たされている。   In the illustrated embodiment, the storage tank 1 is connected to a cylindrical body 1a extending in the vertical direction, a bottom 1b that is connected to the lower part of the body 1a and protrudes downward and curves, and an upper part of the body 1a. The top part 1c which protrudes upwards and curves is formed, and the inside is formed in hollow. The storage tank 1 is accommodated in an outer tank 7 disposed on the outside, and the space between the storage tank 1 and the outer tank 7 is decompressed by a vacuum pump (not shown) to form a vacuum heat insulating layer 8. . A space 10 is formed in the storage tank 1 above the liquid level of the liquefied gas W, and the space 10 is filled with vaporized gas A (nitrogen gas).

貯留槽1の底部1bの一方側端部には送出管35が接続され、貯留槽1の底部1bの他方側端部には戻し管33が接続されている。貯留槽1から延出する送出管35には循環ポンプPが設けられている。循環ポンプPは送出管35を介して超電導ケーブルCに冷却した液化ガスWを圧送して、超電導ケーブルCを冷却する。超電導ケーブルCを冷却した後の液化ガスW(液体窒素)は、戻り管33を介して貯留槽1に戻される。このように、戻り管33及び送出管35は循環ループ30を形成し、液化ガスWは循環ポンプPによって循環ループ30を循環するように構成されている。   A delivery pipe 35 is connected to one end of the bottom 1 b of the storage tank 1, and a return pipe 33 is connected to the other end of the bottom 1 b of the storage tank 1. A circulation pump P is provided in the delivery pipe 35 extending from the storage tank 1. The circulation pump P pumps the cooled liquefied gas W to the superconducting cable C via the delivery pipe 35 to cool the superconducting cable C. The liquefied gas W (liquid nitrogen) after cooling the superconducting cable C is returned to the storage tank 1 via the return pipe 33. Thus, the return pipe 33 and the delivery pipe 35 form a circulation loop 30, and the liquefied gas W is configured to circulate through the circulation loop 30 by the circulation pump P.

図示した実施形態では、貯留槽1に貯留する液化ガスW内に設けられた対流防止板5は、貯留槽1の底部1bよりも上方の胴部1aの下側に配置されている。対流防止板5は平面視において胴部1aの断面形状と相似する形状を有した板状部材であり、対流防止板5の外縁部と胴部1a内面との間には隙間12が形成されている。この隙間12によって対流防止板5を胴部1a内に挿入し易くしている。また、対流防止板5は断熱性を有した材料で形成されている。このため、対流防止板5よりも上方に貯留する液化ガスW'の熱が対流防止板5よりも下方に貯留する液化ガスWに伝わって液化ガスWの温度上昇を招く事態を防止している。なお、対流防止板5の比重は液化ガスWと同程度又は若干大きい方が好ましい。   In the illustrated embodiment, the convection prevention plate 5 provided in the liquefied gas W stored in the storage tank 1 is disposed below the trunk 1 a above the bottom 1 b of the storage tank 1. The convection prevention plate 5 is a plate-like member having a shape similar to the cross-sectional shape of the body portion 1a in plan view, and a gap 12 is formed between the outer edge portion of the convection prevention plate 5 and the inner surface of the body portion 1a. Yes. This gap 12 makes it easy to insert the convection prevention plate 5 into the body 1a. Further, the convection prevention plate 5 is formed of a material having heat insulation properties. Therefore, the heat of the liquefied gas W ′ stored above the convection prevention plate 5 is prevented from being transferred to the liquefied gas W stored below the convection prevention plate 5 and causing the temperature of the liquefied gas W to rise. . The specific gravity of the convection prevention plate 5 is preferably the same as or slightly larger than that of the liquefied gas W.

対流防止板5よりも下方の位置には、送出管35及び戻し管33が貯留槽に接続されているが、図示した実施形態では、戻し管33は貯留槽1の底部1bの他方側端部の下部に接続され、送出管35は戻し管33よりも上方であって貯留槽1の底部1bの一方側端部の上部に接続されている。   Although the delivery pipe 35 and the return pipe 33 are connected to the storage tank at a position below the convection prevention plate 5, in the illustrated embodiment, the return pipe 33 is the other end of the bottom 1 b of the storage tank 1. The delivery pipe 35 is connected to the upper part of the one end of the bottom 1b of the storage tank 1 above the return pipe 33.

ここで、戻し管33から貯留槽1内に流入する液化ガスWは、超電導ケーブルCを冷却した後の液化ガスWであるので、その温度は冷却する前の液化ガスWの温度よりも高くなる。このため、貯留槽1内に対流防止板5が設けられていない場合には、温度が高くなった液化ガスWが貯留槽1内に流入すると、貯留槽1内に貯留する液化ガスWとの間の温度差によって、液化ガスWは貯留槽1内で上下方向に移動する対流が発生する。したがって、貯留槽1内に貯留する液化ガスWの上部に温度が比較的に高い液化ガスWが溜まり、また貯留槽1の下部に温度が比較的に低い液化ガスWが溜まるので、超電導ケーブルCを冷却した後の液化ガスWを冷却することが出来ない虞が生じる。しかしながら、本実施形態では、貯留槽1内に貯留槽幅方向に延びる対流防止板5を設けることで、上下方向に移動する液化ガスの対流が阻止されるので、この液化ガスWの対流を防止することができる。従って、超電導ケーブルCを冷却した後の液化ガスWと貯留槽1内に貯留する液化ガスWとの間で熱交換が行われて、超電導ケーブルCを冷却した後の液化ガスWを冷却することができる。   Here, since the liquefied gas W flowing into the storage tank 1 from the return pipe 33 is the liquefied gas W after cooling the superconducting cable C, its temperature becomes higher than the temperature of the liquefied gas W before cooling. . For this reason, when the convection prevention plate 5 is not provided in the storage tank 1, when the liquefied gas W whose temperature has increased flows into the storage tank 1, the liquefied gas W stored in the storage tank 1 Due to the temperature difference between them, the liquefied gas W generates convection that moves in the vertical direction in the storage tank 1. Accordingly, since the liquefied gas W having a relatively high temperature is stored in the upper part of the liquefied gas W stored in the storage tank 1, and the liquefied gas W having a relatively low temperature is stored in the lower part of the storage tank 1, the superconducting cable C There is a possibility that the liquefied gas W after being cooled cannot be cooled. However, in the present embodiment, by providing the convection prevention plate 5 extending in the storage tank width direction in the storage tank 1, the convection of the liquefied gas moving in the vertical direction is prevented, so that the convection of the liquefied gas W is prevented. can do. Therefore, heat exchange is performed between the liquefied gas W after cooling the superconducting cable C and the liquefied gas W stored in the storage tank 1 to cool the liquefied gas W after cooling the superconducting cable C. Can do.

超電導ケーブルCは、図示しない内管と内管の外側を囲むようにして配設された外管とを備える二重管構造に形成されている。内管の内部空間に冷媒往路Caが形成され、内管と外管の間の空間に冷媒復路Cbが形成され、冷媒往路Caと冷媒復路Cbの間に熱絶縁体で形成され、内管の外周側に超電導導体が設けられ、冷媒復路を流れる液化ガスWによって超電導ケーブルCが冷却されるように構成されている。   Superconducting cable C is formed in a double tube structure including an inner tube (not shown) and an outer tube disposed so as to surround the outer side of the inner tube. A refrigerant forward path Ca is formed in the internal space of the inner pipe, a refrigerant return path Cb is formed in the space between the inner pipe and the outer pipe, a thermal insulator is formed between the refrigerant forward path Ca and the refrigerant return path Cb, A superconducting conductor is provided on the outer peripheral side, and the superconducting cable C is cooled by the liquefied gas W flowing in the refrigerant return path.

図2は、本発明の一実施形態にかかる貯留槽1内に貯留する液化ガスWの冷却を説明するための貯留槽1の部分説明図であり、図3は、図2のA矢視に示す部分拡大断面図である。冷却部31は、図2に示すように、対流防止板5よりも下方に貯留する液化ガスWを冷却する位置、即ち、対流防止板5よりも下方に貯留する液化ガスWのうち対流防止板5に近接する液化ガスWを冷却する位置に配設されている。   FIG. 2 is a partial explanatory view of the storage tank 1 for explaining cooling of the liquefied gas W stored in the storage tank 1 according to the embodiment of the present invention, and FIG. It is a partial expanded sectional view shown. As shown in FIG. 2, the cooling unit 31 cools the liquefied gas W stored below the convection preventing plate 5, that is, the convection preventing plate among the liquefied gas W stored below the convection preventing plate 5. 5 is disposed at a position for cooling the liquefied gas W adjacent to 5.

図示した実施形態では、冷却部31は、対流防止板5よりも下方の貯留槽1に貯留された液化ガスWのうち対流防止板5に近接した液化ガスWを囲む貯留槽1の胴部1aの側壁1dの外側面を囲むようにして配設されている。この冷却部31は、冷却装置32の熱交換器31'として構成されている。熱交換器31'は、図3に示すように、冷媒が流れる流路を形成する複数の配管37を有して構成されている。これらの複数の配管37は、貯留槽1の胴部1aの外側面の周方向に沿って接触しながら巻回されるようにして配設されている。この熱交換器31'は、冷媒を冷却可能な冷却装置32(図1参照)の一部を構成する。冷却装置32の作動は制御部45によってコントロールされる。   In the illustrated embodiment, the cooling unit 31 includes the body 1a of the storage tank 1 that surrounds the liquefied gas W that is close to the convection prevention plate 5 among the liquefied gas W stored in the storage tank 1 below the convection prevention plate 5. It is arranged so as to surround the outer surface of the side wall 1d. The cooling unit 31 is configured as a heat exchanger 31 ′ of the cooling device 32. As shown in FIG. 3, the heat exchanger 31 ′ has a plurality of pipes 37 that form flow paths through which the refrigerant flows. The plurality of pipes 37 are arranged so as to be wound while being in contact with each other along the circumferential direction of the outer side surface of the trunk portion 1 a of the storage tank 1. This heat exchanger 31 ′ constitutes a part of a cooling device 32 (see FIG. 1) capable of cooling the refrigerant. The operation of the cooling device 32 is controlled by the control unit 45.

このように、対流防止板5よりも下方であって対流防止板5に近接して貯留する液化ガスWを冷却するように熱交換器31'が配設されているので、対流防止板5よりも下方に貯留する液化ガスWのうち対流防止板5に近接して温度が上昇した液化ガスWを効果的に冷却することができる。   Thus, since the heat exchanger 31 ′ is disposed so as to cool the liquefied gas W stored below the convection prevention plate 5 and close to the convection prevention plate 5, the convection prevention plate 5. In the liquefied gas W stored below, the liquefied gas W whose temperature has increased in the vicinity of the convection prevention plate 5 can be effectively cooled.

対流防止板5よりも下方の貯留槽1内には、図2に示すように、戻し管33から吐出する液化ガスWを送出管35に案内するための案内流路47が形成されている。この案内流路47は、貯留槽1内において、貯留槽1の幅方向に延在して上下方向に間隔を有して配設された複数の敷板49を有して構成されている。   A guide channel 47 for guiding the liquefied gas W discharged from the return pipe 33 to the delivery pipe 35 is formed in the storage tank 1 below the convection prevention plate 5 as shown in FIG. The guide channel 47 is configured to have a plurality of floor plates 49 that extend in the width direction of the storage tank 1 and are spaced apart in the vertical direction in the storage tank 1.

図示した実施形態では、複数の敷板49は上下方向に一定の間隔を有して配設されるとともに、上下に隣接する2つの敷板49が貯留槽幅方向に互い違いにずれて配設されている。このため、戻し管33から吐出された液化ガスWが敷板49の下方に形成された案内流路47に沿って流れて敷板49の幅方向端部を超えた位置には、敷板49の上方に延在する他の敷板49'によって液化ガスWの流れの方向を変える方向変換流路47aが形成されている。この方向変換流路47aの体積は、上方に位置するものほど大きくなるように形成されている。このため、上方に位置する方向変換流路47aでは、下方に位置する方向変換流路47aと比較して液化ガスWの流れが比較的に遅くなる。したがって、熱交換器31'の内側を流れる液化ガスWは、体積の比較的に大きな方向変換流路47aを流れるので、熱交換器31'との間で十分な熱交換を行うことができる。このため、液化ガスWを効果的に且つ所望の温度に冷却することができる。   In the illustrated embodiment, the plurality of floor boards 49 are arranged with a certain interval in the vertical direction, and the two floor boards 49 adjacent in the vertical direction are staggered in the storage tank width direction. . For this reason, the liquefied gas W discharged from the return pipe 33 flows along the guide flow path 47 formed below the floor plate 49 and exceeds the width direction end of the floor plate 49 above the floor plate 49. A direction changing flow path 47a for changing the direction of the flow of the liquefied gas W is formed by another extending slat 49 '. The volume of the direction changing flow path 47a is formed so as to increase as it is positioned upward. For this reason, in the direction change flow path 47a located in the upper direction, the flow of the liquefied gas W becomes comparatively slow compared with the direction change flow path 47a located in the lower direction. Accordingly, since the liquefied gas W flowing inside the heat exchanger 31 ′ flows through the direction change flow path 47a having a relatively large volume, sufficient heat exchange can be performed with the heat exchanger 31 ′. For this reason, the liquefied gas W can be effectively cooled to a desired temperature.

なお、図示した実施形態では、複数の敷板49は略水平方向に延在するように設けられた場合を示したが、複数の敷板49は斜め方向に傾いた状態で延在してもよい。   In the illustrated embodiment, the plurality of laying plates 49 are provided so as to extend in a substantially horizontal direction, but the plurality of laying plates 49 may extend in an inclined state.

貯留槽1の上部に形成された空間部10内の気化ガスAの圧力は、図1に示すように、圧力調整部40によって制御される。圧力調整部40は、循環ループ30から分岐したバイパスライン51に設けられてバイパスライン51を介して導入した液化ガスWを気化する熱交換器52と、熱交換器52で気化された気化ガスAを貯留槽1内の空間部10に供給可能な流量調整弁55と、を有して構成されている。   The pressure of the vaporized gas A in the space 10 formed in the upper part of the storage tank 1 is controlled by a pressure adjusting unit 40 as shown in FIG. The pressure adjusting unit 40 is provided in a bypass line 51 branched from the circulation loop 30 and vaporizes the liquefied gas W introduced through the bypass line 51, and the vaporized gas A vaporized by the heat exchanger 52 And a flow rate adjusting valve 55 capable of supplying the gas to the space 10 in the storage tank 1.

図示した実施形態では、バイパスライン51は、循環ループ30の戻し管33を流れる液化ガスW(液体窒素)の一部を分岐するように、戻し管33と貯留槽1の空間部10との間を連通するように接続されている。バイパスライン51には、液化ガスWを気化させる蒸発器52'(熱交換器52)が設けられている。また、蒸発器52'よりも上流側のバイパスライン51には、蒸発器52'側へ流れる液化ガスWの流量を調整可能な流量調整弁55が設けられている。この流量調整弁55の開度を調整することで、貯留槽1の空間部10内の気化ガスAの圧力を調整することができる。流量調整弁55の開度調整は制御部45によって行われる。   In the illustrated embodiment, the bypass line 51 is provided between the return pipe 33 and the space 10 of the storage tank 1 so as to branch a part of the liquefied gas W (liquid nitrogen) flowing through the return pipe 33 of the circulation loop 30. Are connected to communicate. The bypass line 51 is provided with an evaporator 52 ′ (heat exchanger 52) that vaporizes the liquefied gas W. The bypass line 51 upstream of the evaporator 52 ′ is provided with a flow rate adjusting valve 55 that can adjust the flow rate of the liquefied gas W flowing to the evaporator 52 ′ side. The pressure of the vaporized gas A in the space 10 of the storage tank 1 can be adjusted by adjusting the opening degree of the flow rate adjustment valve 55. The opening degree of the flow rate adjustment valve 55 is adjusted by the control unit 45.

このように構成された超電導ケーブルCの冷却システムには、貯留槽1内の液化ガスWよりも上方の空間部10の圧力を検出する圧力検出部15と、送出管35から送出される液化ガスWの温度を検出する温度検出部17と、圧力検出部15及び温度検出部17により検出される夫々の検出値に基づいて、循環ループ30を流れる液化ガスWがサブクール状態に維持されるように、圧力調整部40及び冷却部31の作動を制御する制御部45と、をさらに備えるように構成される。   The cooling system for the superconducting cable C configured as described above includes a pressure detector 15 that detects the pressure in the space 10 above the liquefied gas W in the storage tank 1 and a liquefied gas that is sent out from the delivery pipe 35. Based on the temperature detection unit 17 that detects the temperature of W, and the respective detection values detected by the pressure detection unit 15 and the temperature detection unit 17, the liquefied gas W flowing through the circulation loop 30 is maintained in the subcooled state. And a control unit 45 that controls the operation of the pressure adjustment unit 40 and the cooling unit 31.

図示した実施形態では、温度検出部17は貯留槽1から延出する送出管35のうち熱交換器31'に近接した位置に延びる送出管35に設けられている。このため、熱交換器31'によって冷却された直後の液化ガスWの温度を検出することができる。制御部45には、圧力検出部15、温度検出部17、冷却装置32、流量調整弁55が電気的に接続されている。   In the illustrated embodiment, the temperature detection unit 17 is provided in a delivery pipe 35 extending to a position close to the heat exchanger 31 ′ in the delivery pipe 35 extending from the storage tank 1. For this reason, it is possible to detect the temperature of the liquefied gas W immediately after being cooled by the heat exchanger 31 ′. The control unit 45 is electrically connected to the pressure detection unit 15, the temperature detection unit 17, the cooling device 32, and the flow rate adjustment valve 55.

制御部45は、送出管35から送出される液化ガスWの温度が飽和温度よりも低い温度なるように冷却装置32の作動を制御する。また、制御部45は、貯留槽1内に空間部10の気化ガスAの圧力が超電導ケーブルC内で放電が発生しない圧力よりも小さくならないように流量調整弁55の開度を制御する。   The control unit 45 controls the operation of the cooling device 32 so that the temperature of the liquefied gas W delivered from the delivery pipe 35 is lower than the saturation temperature. Further, the control unit 45 controls the opening degree of the flow rate adjusting valve 55 so that the pressure of the vaporized gas A in the space 10 in the storage tank 1 does not become smaller than the pressure at which no discharge occurs in the superconducting cable C.

ここで、送出管35から送出される液化ガスWの温度は、冷却装置32の作動条件(例えば、冷媒の冷却温度、冷媒の流量)を変えることで、液化ガスWの温度を調整することができる。しかしながら、超電導ケーブルCの温度変動が比較的に大きくなる場合には、冷却装置32の冷媒の冷却温度をより低くしたり、冷媒の流量を増大したりする必要が生じて、冷却装置32の負荷が増大して超電導ケーブルCを効率的に冷却することが出来ない虞がある。   Here, the temperature of the liquefied gas W delivered from the delivery pipe 35 can be adjusted by changing the operating conditions of the cooling device 32 (for example, the cooling temperature of the refrigerant and the flow rate of the refrigerant). it can. However, when the temperature fluctuation of the superconducting cable C becomes relatively large, it is necessary to lower the cooling temperature of the refrigerant in the cooling device 32 or increase the flow rate of the refrigerant, and the load on the cooling device 32 May increase and the superconducting cable C may not be efficiently cooled.

そこで、超電導ケーブルCの温度変動が比較的に大きい場合でも、冷却装置32が超電導ケーブルCを効率的に冷却可能にするため、貯留槽1内の対流防止板5よりも下方の貯留槽1の容積が設定されている。即ち、貯留槽1内の対流防止板5よりも下方の貯留槽1の容積は、冷却部31の熱交換器31'の冷却能力と、対流防止板5よりも下方の貯留槽1内に貯留する液化ガスWの蓄熱量とに基づいて設定されている。   Therefore, even when the temperature fluctuation of the superconducting cable C is relatively large, the cooling device 32 enables the superconducting cable C to be efficiently cooled, so that the storage tank 1 below the convection prevention plate 5 in the storage tank 1 can be cooled. The volume is set. That is, the volume of the storage tank 1 below the convection prevention plate 5 in the storage tank 1 is stored in the storage tank 1 below the convection prevention plate 5 and the cooling capacity of the heat exchanger 31 ′ of the cooling unit 31. It is set based on the heat storage amount of the liquefied gas W to be performed.

このため、超電導ケーブルCが急激な温度上昇をした場合、超電導ケーブルCを冷却して温度が上昇した液化ガスWを、熱交換器31'による冷却と、貯留する液化ガスWとの熱交換による冷却によって、確実に冷却することができる。このため、超電導ケーブルCの温度が急激に上昇しても、冷却装置32への負荷が過大にならずに、超電導ケーブルCを効率的に且つ所望の温度に冷却することができる。   For this reason, when the temperature of the superconducting cable C suddenly increases, the liquefied gas W whose temperature has been increased by cooling the superconducting cable C is cooled by the heat exchanger 31 ′ and heat exchange with the stored liquefied gas W. Cooling can ensure cooling. For this reason, even if the temperature of the superconducting cable C rises rapidly, the superconducting cable C can be efficiently cooled to a desired temperature without causing an excessive load on the cooling device 32.

図4は、本発明の一実施形態にかかる超電導ケーブルCの冷却システムにおける時間と、液化ガスWの温度及び冷却能力との関係を示すグラフである。図4に示すグラフの一方の縦軸は液化ガスWの温度を示し、他方の縦軸は液化ガスWの冷却能力を示し、グラフの横軸は経過時間を示している。図4に示すように、実線Aは蓄熱タンク入口温度を表し、破線Bは蓄熱タンク出口温度を表す。また、一点鎖線Cは冷却能力を表し、二点鎖線Dはケーブル全熱損失を表す。超電導ケーブル全熱損失(二点鎖線D)が急激に増えると、蓄熱タンク入口温度(実線A)が急上昇する。この負荷に対応して冷却装置32が一点鎖線Cで示される冷却能力を発揮して、貯留槽1を熱交換部31により冷却するので、貯留槽1の送出管35から送出される液化ガスWの温度変化は小さいことがわかる(破線B参照)。また、冷却能力が急激に変化したときに、液化ガスWの温度が安定するまでの時間も比較的に短いことがわかる(破線B参照)。   FIG. 4 is a graph showing the relationship between the time in the cooling system of the superconducting cable C according to the embodiment of the present invention, the temperature of the liquefied gas W, and the cooling capacity. One vertical axis of the graph shown in FIG. 4 indicates the temperature of the liquefied gas W, the other vertical axis indicates the cooling capacity of the liquefied gas W, and the horizontal axis of the graph indicates the elapsed time. As shown in FIG. 4, the solid line A represents the heat storage tank inlet temperature, and the broken line B represents the heat storage tank outlet temperature. A one-dot chain line C represents cooling capacity, and a two-dot chain line D represents total cable heat loss. When the total heat loss of the superconducting cable (two-dot chain line D) increases rapidly, the heat storage tank inlet temperature (solid line A) increases rapidly. Corresponding to this load, the cooling device 32 exhibits the cooling capacity indicated by the alternate long and short dash line C, and the storage tank 1 is cooled by the heat exchanging portion 31, so that the liquefied gas W delivered from the delivery pipe 35 of the storage tank 1 It can be seen that the temperature change is small (see broken line B). It can also be seen that when the cooling capacity changes rapidly, the time until the temperature of the liquefied gas W stabilizes is also relatively short (see broken line B).

以上、本発明の好ましい形態について説明したが、本発明は上記の形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない範囲での種々の変更が可能である。   As mentioned above, although the preferable form of this invention was demonstrated, this invention is not limited to said form, A various change in the range which does not deviate from the objective of this invention is possible.

図5は、本発明の他の実施形態にかかる超電導ケーブルの冷却システムの全体構成を示す概念図である。他の実施形態では、前述した実施形態との相違点のみについて説明し、前述した実施形態と同一態様部分については同一符号を附して説明を省略する。   FIG. 5 is a conceptual diagram showing an overall configuration of a cooling system for a superconducting cable according to another embodiment of the present invention. In other embodiments, only differences from the above-described embodiment will be described, and the same reference numerals will be given to the same aspects as the above-described embodiment, and description thereof will be omitted.

冷却部60は、図5に示すように、対流防止板5よりも下方の貯留槽1内に貯留された液化ガスWを導出する導出管61と、導出管61によって導出された液化ガスWを冷却する冷却装置32と、冷却装置32によって冷却された液化ガスWを対流防止板5よりも下方の貯留槽1内に戻す導入管62と、導出管61に設けられて貯留槽1内の液化ガスWを導出管61に送り出す導出ポンプ63と、を備える。   As shown in FIG. 5, the cooling unit 60 includes a lead-out pipe 61 that leads out the liquefied gas W stored in the storage tank 1 below the convection prevention plate 5, and a liquefied gas W that is led out by the lead-out pipe 61. A cooling device 32 for cooling, an introduction pipe 62 for returning the liquefied gas W cooled by the cooling device 32 into the storage tank 1 below the convection prevention plate 5, and a liquefaction in the storage tank 1 provided in the outlet pipe 61. A derivation pump 63 that sends out the gas W to the derivation pipe 61.

図示した実施形態では、超電導ケーブルCを冷却して温度上昇した液化ガスを貯留槽1に戻す戻し管33は、その端部が対流防止板5よりも下方の貯留槽1の一方側上部に接続されている。また、送出管35は貯留槽1の底部の一方側に接続されている。一方、導入管62は、その液化ガスを導入する側の端部が対流防止板5よりも下方の貯留槽1の他方側上部に接続されている。導出管61は、その液化ガスを導出側の端部が貯留槽1の底部の他方側に接続されている。   In the illustrated embodiment, the return pipe 33 for returning the liquefied gas whose temperature has been raised by cooling the superconducting cable C to the storage tank 1 is connected to the upper part on one side of the storage tank 1 below the convection prevention plate 5. Has been. The delivery pipe 35 is connected to one side of the bottom of the storage tank 1. On the other hand, the end of the introduction pipe 62 on the side where the liquefied gas is introduced is connected to the upper part on the other side of the storage tank 1 below the convection prevention plate 5. The lead-out pipe 61 is connected to the other side of the bottom of the storage tank 1 at the end on the lead-out side of the liquefied gas.

導出ポンプ63によって導出管61を介して導出された貯留槽1内の液化ガスWは、冷却装置32で冷却されて、導入管62を介して貯留槽1に戻される。このように、導出管61及び導入管62は循環ループ64を形成し、液化ガスWは導出ポンプPによって循環ループ64を循環するように構成されている。   The liquefied gas W in the storage tank 1 led out by the lead-out pump 63 through the lead-out pipe 61 is cooled by the cooling device 32 and returned to the storage tank 1 through the introduction pipe 62. Thus, the outlet pipe 61 and the inlet pipe 62 form a circulation loop 64, and the liquefied gas W is configured to circulate through the circulation loop 64 by the outlet pump P.

このように、貯留槽1の対流防止板5よりも下方の貯留槽1内に貯留する液化ガスWは、循環ループ64によって強制的に冷却される。このため、超電導ケーブルCを冷却して温度上昇して貯留槽1内に戻された液化ガスは、循環ループ64によって強制的に冷却された液化ガスと混合されて冷却される。このため、超電導ケーブルCの温度が急激に上昇しても、冷却装置32の負荷が過大にならずに、超電導ケーブルCを所望の温度に冷却することができる。   Thus, the liquefied gas W stored in the storage tank 1 below the convection prevention plate 5 of the storage tank 1 is forcibly cooled by the circulation loop 64. For this reason, the liquefied gas that has cooled the superconducting cable C and increased in temperature and returned to the storage tank 1 is mixed with the liquefied gas that has been forcibly cooled by the circulation loop 64 and cooled. For this reason, even if the temperature of the superconducting cable C rapidly rises, the superconducting cable C can be cooled to a desired temperature without causing an excessive load on the cooling device 32.

1 貯留槽
1a 胴部
1b 底部
1c 頂部
1d 側壁
5 対流防止板
7 外側槽
8 真空断熱層
10 空間部
12 隙間
15 圧力検出部
17 温度検出部
30、64 循環ループ
31、60 冷却部
31'、52 熱交換部
32 冷却装置
33 戻し管
35 送出管
37 配管
40 圧力調整部
45 制御部
47 案内流路
47a 方向変換流路
49 敷板
51 バイパスライン
52' 蒸発器
55 流量調整弁
61 導出管
62 導入管
63 導入ポンプ
A 気化ガス
C 超電導ケーブル
Ca 冷媒往路
Cb 冷媒復路
P 循環ポンプ
P1、P2 接続位置
W、W' 気化ガス
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Storage tank 1a Body part 1b Bottom part 1c Top part 1d Side wall 5 Convection prevention board 7 Outer tank 8 Vacuum heat insulation layer 10 Space part 12 Crevice 15 Pressure detection part 17 Temperature detection part 30, 64 Circulation loop 31, 60 Cooling part 31 ', 52 Heat exchange section 32 Cooling device 33 Return pipe 35 Delivery pipe 37 Pipe 40 Pressure adjustment section 45 Control section 47 Guide flow path 47a Direction change flow path 49 Base plate 51 Bypass line 52 'Evaporator 55 Flow rate adjustment valve 61 Outlet pipe 62 Introduction pipe 63 Introduced pump A Vaporized gas C Superconducting cable Ca Refrigerant forward path Cb Refrigerant return path P Circulation pump P1, P2 Connection position W, W 'Vaporized gas

Claims (13)

液化ガスを貯留する貯留槽と、該貯留槽に貯留された前記液化ガスを循環させる循環ポンプと、循環する前記液化ガスを冷却する冷却部を有する循環ループと、前記貯留槽内の気化ガスの圧力を一定にする圧力調整部とを備え、前記液化ガスをサブクール状態で循環させることにより超電導ケーブルを冷却する超電導ケーブルの冷却システムであって、
前記貯留槽には、前記超電導ケーブルを冷却した液化ガスを前記貯留槽内に戻す戻し管と、前記貯留槽内で冷却された液化ガスを前記貯留槽から送出する送出管とが接続され、
前記貯留槽内には、前記戻し管及び前記送出管の夫々が前記貯留槽に接続される接続位置よりも上方位置であって貯留する前記液化ガス内に配置されて前記貯留槽の幅方向に延びる対流防止板が設けられている
ことを特徴とする超電導ケーブルの冷却システム。
A storage tank for storing the liquefied gas, a circulation pump for circulating the liquefied gas stored in the storage tank, a circulation loop having a cooling unit for cooling the liquefied gas to be circulated, and a vaporization gas in the storage tank A superconducting cable cooling system comprising: a pressure adjusting unit configured to make the pressure constant; and cooling the superconducting cable by circulating the liquefied gas in a subcooled state,
The storage tank is connected to a return pipe that returns the liquefied gas that has cooled the superconducting cable into the storage tank, and a delivery pipe that delivers the liquefied gas cooled in the storage tank from the storage tank,
In the storage tank, each of the return pipe and the delivery pipe is positioned above the connection position connected to the storage tank and is stored in the liquefied gas to be stored in the width direction of the storage tank. A superconducting cable cooling system, characterized in that an extended convection prevention plate is provided.
前記冷却部は、前記対流防止板よりも下方に貯留する前記液化ガスを冷却する位置に配設されている
ことを特徴とする請求項1に記載の超電導ケーブルの冷却システム。
The cooling system for a superconducting cable according to claim 1, wherein the cooling unit is disposed at a position for cooling the liquefied gas stored below the convection prevention plate.
前記冷却部の位置は、前記対流防止板よりも下方に貯留する液化ガスのうち前記対流防止板に近接する液化ガスを冷却する位置である
ことを特徴とする請求項2に記載の超電導ケーブルの冷却システム。
The position of the said cooling part is a position which cools the liquefied gas adjacent to the said convection prevention board among the liquefied gas stored below the said convection prevention board. The superconducting cable of Claim 2 characterized by the above-mentioned. Cooling system.
前記対流防止板よりも下方の前記貯留槽内には、前記戻し管から吐出する液化ガスを前記送出管に案内するための案内流路が形成されている
ことを特徴とする請求項3に記載の超電導ケーブルの冷却システム。
The guide channel for guiding the liquefied gas discharged from the return pipe to the delivery pipe is formed in the storage tank below the convection prevention plate. Superconducting cable cooling system.
前記案内流路は、前記貯留槽内において、前記貯留槽の幅方向に延在して上下方向に間隔を有して配設された複数の敷板を有して構成されている
ことを特徴とする請求項4に記載の超電導ケーブルの冷却システム。
In the storage tank, the guide flow path is configured to include a plurality of floor plates extending in the width direction of the storage tank and arranged with an interval in the vertical direction. The cooling system for a superconducting cable according to claim 4.
前記戻し管は、前記対流防止板よりも下方の前記貯留槽に接続され、
前記送出管は、前記対流防止板よりも下方であって前記戻し管よりも上方の前記貯留槽に接続されている
ことを特徴とする請求項5に記載の超電導ケーブルの冷却システム。
The return pipe is connected to the storage tank below the convection prevention plate,
The cooling system for a superconducting cable according to claim 5, wherein the delivery pipe is connected to the storage tank below the convection prevention plate and above the return pipe.
前記冷却部は、前記対流防止板よりも下方の前記貯留槽に貯留された液体ガスのうち前記対流防止板に近接した液体ガスを囲む前記貯留槽の側壁の外側面に配設された冷却装置の熱交換器である
ことを特徴とする請求項2に記載の超電導ケーブルの冷却システム。
The cooling unit is a cooling device disposed on an outer surface of the side wall of the storage tank that surrounds the liquid gas that is close to the convection prevention plate among the liquid gas stored in the storage tank below the convection prevention plate. The cooling system for a superconducting cable according to claim 2, wherein the cooling system is a heat exchanger.
前記貯留槽は、外側槽内に収容され、前記貯留槽と前記外側槽との間の空間は真空断熱層を構成している
ことを特徴とする請求項7に記載の超電導ケーブルの冷却システム。
The cooling system for a superconducting cable according to claim 7, wherein the storage tank is accommodated in an outer tank, and a space between the storage tank and the outer tank constitutes a vacuum heat insulating layer.
前記貯留槽内の前記対流防止板よりも下方の容積は、前記送出管から送出される液化ガスがサブクール状態の所定温度に冷却されるように、前記冷却部の熱交換器の冷却能力と、前記対流防止板よりも下方の前記貯留槽内に貯留する液化ガスの蓄熱量とに基づいて設定されている
ことを特徴とする請求項7又は8に記載の超電導ケーブルの冷却システム。
The volume below the convection prevention plate in the storage tank is such that the liquefied gas delivered from the delivery pipe is cooled to a predetermined temperature in a subcooled state, and the cooling capacity of the heat exchanger of the cooling unit, The cooling system for a superconducting cable according to claim 7 or 8, wherein the cooling system is set based on a heat storage amount of a liquefied gas stored in the storage tank below the convection prevention plate.
前記冷却部は、前記対流防止板よりも下方の前記貯留槽内に貯留された液化ガスを導出する導出管と、前記導出管から導出された液体ガスを冷却する冷却装置と、前記冷却装置によって冷却された液化ガスを前記対流防止板よりも下方の前記貯留槽内に戻す戻し管と、前記導出管に設けられて前記貯留槽内の液体ガスを前記導出管に送り出す導出ポンプと、を備える
ことを特徴とする請求項1に記載の超電導ケーブルの冷却システム。
The cooling unit includes a lead-out pipe that leads out the liquefied gas stored in the storage tank below the convection prevention plate, a cooling device that cools the liquid gas led out from the lead-out pipe, and the cooling device. A return pipe that returns the cooled liquefied gas into the storage tank below the convection prevention plate, and a lead-out pump that is provided in the lead-out pipe and sends the liquid gas in the storage tank to the lead-out pipe. The cooling system for a superconducting cable according to claim 1.
前記貯留槽内に貯留する液化ガスの上方には、ガス相を貯留する空間部が形成されている
ことを特徴とする請求項1から10のいずれかに記載の超電導ケーブルの冷却システム。
The cooling system for a superconducting cable according to any one of claims 1 to 10, wherein a space for storing a gas phase is formed above the liquefied gas stored in the storage tank.
前記圧力調整部は、前記循環ループから分岐したバイパスラインに設けられて前記バイパスラインを介して導入した液化ガスを気化する熱交換器と、前記熱交換器で気化された気化ガスを前記貯留槽内に貯留する液化ガスの上方の空間部に供給可能な流量調整弁と、を有して構成されている
ことを特徴とする請求項1に記載の超電導ケーブルの冷却システム。
The pressure adjusting unit is provided in a bypass line branched from the circulation loop, and heat exchanger for vaporizing the liquefied gas introduced through the bypass line; and the vaporized gas vaporized by the heat exchanger in the storage tank The cooling system for a superconducting cable according to claim 1, further comprising a flow rate adjustment valve that can be supplied to a space above the liquefied gas stored therein.
前記貯留槽内の前記液化ガスよりも上方の空間部の圧力を検出する圧力検出部と、
前記送出管から送出される液化ガスの温度を検出する温度検出部と、
前記圧力検出部及び前記温度検出部により検出される夫々の検出値に基づいて、前記循環ループを流れる液化ガスがサブクール状態に維持されるように、前記圧力調整部及び前記冷却部の作動を制御する制御部と、をさらに備える
ことを特徴とする請求項9又は10に記載の超電導ケーブルの冷却システム。
A pressure detector for detecting the pressure of the space above the liquefied gas in the storage tank;
A temperature detector for detecting the temperature of the liquefied gas delivered from the delivery pipe;
Based on the detection values detected by the pressure detection unit and the temperature detection unit, the operations of the pressure adjustment unit and the cooling unit are controlled so that the liquefied gas flowing through the circulation loop is maintained in a subcooled state. The superconducting cable cooling system according to claim 9 or 10, further comprising:
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