JP6527353B2 - 超電導体の冷却装置 - Google Patents
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Description
超電導体の冷却用に使用された冷媒を、循環ポンプで熱交換部に圧送して冷凍機により冷却した後に、前記超電導体に供給して循環経路を形成することで、前記超電導体を冷却する超電導体の冷却装置であって、
前記循環経路のうち前記超電導体よりも下流側であり前記熱交換部よりも上流側の前記循環経路に設けられ、前記冷媒を冷却するための二次冷媒を貯留するサブ冷却タンクと、
前記サブ冷却タンク内に設けられ、前記超電導体を冷却した冷媒を、前記サブ冷却タンク内に貯留する前記二次冷媒と熱交換することで冷却するサブ熱交換部と、
前記サブ冷却タンク内を減圧して該サブ冷却タンク内に貯留する前記二次冷媒を冷却する減圧手段と、
前記サブ冷却タンク内に貯留する二次冷媒の温度を検出する温度検出手段と、
前記冷凍機の故障状態を検出可能な故障検出手段と、
前記故障検出手段により検出された情報に基づいて前記冷凍機が故障しているか否かを判定し、前記冷凍機の故障を判定すると、前記温度検出手段により検出された二次冷媒の温度が前記冷媒を介して前記超電導体を冷却可能な所定温度になるように前記減圧手段の作動を制御する制御部と、
を備えることを特徴とする。
送電に使用する超電導体の冷却用に使用された冷媒を、循環ポンプで熱交換部に圧送して冷凍機により冷却した後に、前記超電導体に供給して循環経路を形成することで、前記超電導体を冷却する超電導体の冷却装置であって、
前記循環経路に設けられ、前記冷媒を冷却するための二次冷媒を貯留するサブ冷却タンクと、
前記サブ冷却タンク内に設けられ、前記超電導体を冷却した冷媒を、前記サブ冷却タンク内に貯留する二次冷媒と熱交換することで冷却するサブ熱交換部と、
前記サブ冷却タンク内を減圧して該サブ冷却タンク内に貯留する前記二次冷媒を冷却する減圧手段と、
前記サブ冷却タンク内に貯留する二次冷媒の温度を検出する温度検出手段と、
前記冷凍機の故障状態を検出可能な故障検出手段と、
前記故障検出手段により検出された情報に基づいて前記冷凍機が故障しているか否かを判定し、前記冷凍機の故障を判定すると、前記温度検出手段により検出された二次冷媒の温度が前記冷媒を介して前記超電導体を冷却可能な所定温度になるように前記減圧手段の作動を制御する制御部と、を備え、
前記熱交換部は、前記サブ冷却タンク内に設けられ、前記サブ冷却タンク内に貯留する二次冷媒を、前記冷凍機の冷凍機側冷媒と熱交換することで冷却して、冷却された二次冷媒と前記循環経路を流れる冷媒とが前記サブ熱交換部を介して熱交換して該冷媒を冷却する
ことを特徴とする。
二次冷媒を貯留する補給用タンクが設けられ、
前記補給用タンクは、前記減圧手段及び前記サブ冷却タンクに連通し、
前記補給用タンクに貯留する二次冷媒は、前記減圧手段によって冷却されて前記サブ冷却タンクに供給されるように構成される。
超電導体の冷却装置1は、図1に示すように、超電導ケーブル3の冷却用に使用された冷媒を、循環ポンプ5で冷凍機10のブレイトン熱交換部21に圧送して冷却した後、超電導ケーブル3に再度供給することにより循環経路7を形成して超電導ケーブル3を冷却するものである。超電導ケーブル3は高温超電導体から形成されており、循環経路7を流れる冷媒(液体窒素)によって冷却されている。尚、循環経路7を流れる冷媒(以下、「循環冷媒」と記す)は、図1では図示を省略しているが、ブレイトン熱交換部21近傍を除いて基本的にその流路周囲が真空断熱されることによって、外部からの熱侵入を防止可能に構成されている。
次に、超電導体の冷却装置60の第2実施形態について説明する。第2実施形態では、前述した第1実施形態との相違点のみを説明し、第1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。超電導体の冷却装置60は、図2に示すように、冷凍機10のブレイトンサイクル熱交換部23がサブ冷却タンク30内に配設されている。このため、冷凍機10が故障していない通常時には、サブ冷却タンク30内に貯留する二次冷媒と冷凍機10の気体とがサブ冷却タンク30内に設けられたブレイトンサイクル熱交換部23を介して熱交換して二次冷媒が冷却される。そして、この冷却された二次冷媒と循環経路7を流れる循環冷媒とがサブ冷却タンク30内のサブ熱交換部31を介して熱交換して、循環冷媒が冷却される。このため、超電導ケーブル3を所望の温度で冷却することができる。
3 超電導ケーブル(超電導体)
5 循環ポンプ
6 リザーバタンク
7 循環経路
10 冷凍機
11 ターボ圧縮機
13、15、17、19 熱交換器
21 ブレイトン熱交換機(熱交換部)
22 熱交換ユニット
22a 冷却空間
23 ブレイトンサイクル熱交換部
25 ターボ膨張機
30 サブ冷却タンク
31 サブ熱交換部
32 温度センサ
35 減圧装置(減圧手段)
36 吸引経路
40 補給用タンク
41 補給経路
50 制御部
51 冷凍機故障センサ(故障検出手段)
Claims (2)
- 超電導体の冷却用に使用された冷媒を、循環ポンプで熱交換部に圧送して冷凍機により冷却した後に、前記超電導体に供給して循環経路を形成することで、前記超電導体の冷却部を冷却する超電導体の冷却装置であって、
前記循環経路のうち前記超電導体よりも下流側であり前記熱交換部よりも上流側の前記循環経路に設けられ、前記冷媒を冷却するための二次冷媒を貯留するサブ冷却タンクと、
前記サブ冷却タンク内に設けられ、前記超電導体を冷却した冷媒を、前記サブ冷却タンク内に貯留する前記二次冷媒と熱交換することで冷却するサブ熱交換部と、
前記サブ冷却タンク内を減圧して該サブ冷却タンク内に貯留する前記二次冷媒を冷却する減圧手段と、
前記サブ冷却タンク内に貯留する二次冷媒の温度を検出する温度検出手段と、
前記冷凍機の故障状態を検出可能な故障検出手段と、
前記故障検出手段により検出された情報に基づいて前記冷凍機が故障しているか否かを判定し、前記冷凍機の故障を判定すると、前記温度検出手段により検出された二次冷媒の温度が前記冷媒を介して前記超電導体を冷却可能な所定温度になるように前記減圧手段の作動を制御する制御部と、
を備え、
二次冷媒を貯留する補給用タンクが設けられ、
前記補給用タンクは、前記減圧手段及び前記サブ冷却タンクに連通し、
前記減圧手段は、
前記制御部による制御下で前記冷凍機の故障時、前記二次冷媒の温度を前記所定温度になるように前記サブ冷却タンク内を減圧するとともに、
前記補給用タンクへの前記二次冷媒の補充時、外部から前記補給用タンクに補充される前記二次冷媒が冷却されるよう前記補給用タンク内を減圧する
ように構成された
ことを特徴とする超電導体の冷却装置。 - 超電導体の冷却用に使用された冷媒を、循環ポンプで熱交換部に圧送して冷凍機により冷却した後に、前記超電導体に供給して循環経路を形成することで、前記超電導体を冷却する超電導体の冷却装置であって、
前記循環経路に設けられ、前記冷媒を冷却するための二次冷媒を貯留するサブ冷却タンクと、
前記サブ冷却タンク内に設けられ、前記超電導体を冷却した冷媒を、前記サブ冷却タンク内に貯留する二次冷媒と熱交換することで冷却するサブ熱交換部と、
前記サブ冷却タンク内を減圧して該サブ冷却タンク内に貯留する前記二次冷媒を冷却する減圧手段と、
前記サブ冷却タンク内に貯留する二次冷媒の温度を検出する温度検出手段と、
前記冷凍機の故障状態を検出可能な故障検出手段と、
前記故障検出手段により検出された情報に基づいて前記冷凍機が故障しているか否かを判定し、前記冷凍機の故障を判定すると、前記温度検出手段により検出された二次冷媒の温度が前記冷媒を介して前記超電導体を冷却可能な所定温度になるように前記減圧手段の作動を制御する制御部と、を備え、
前記熱交換部は、前記サブ冷却タンク内に設けられ、前記サブ冷却タンク内に貯留する二次冷媒を、前記冷凍機の冷凍機側冷媒と熱交換して冷却し、冷却された二次冷媒と前記循環経路を流れる冷媒とが前記サブ熱交換部を介して熱交換して該冷媒を冷却するとともに、
二次冷媒を貯留する補給用タンクが設けられ、
前記補給用タンクは、前記減圧手段及び前記サブ冷却タンクに連通し、
前記減圧手段は、
前記制御部による制御下で前記冷凍機の故障時、前記二次冷媒の温度を前記所定温度になるように前記サブ冷却タンク内を減圧するとともに、
前記補給用タンクへの前記二次冷媒の補充時、外部から前記補給用タンクに補充される前記二次冷媒が冷却されるよう前記補給用タンク内を減圧する
ように構成された
ことを特徴とする超電導体の冷却装置。
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