JPH1092627A - Superconducting electric power storage system - Google Patents

Superconducting electric power storage system

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JPH1092627A
JPH1092627A JP8247866A JP24786696A JPH1092627A JP H1092627 A JPH1092627 A JP H1092627A JP 8247866 A JP8247866 A JP 8247866A JP 24786696 A JP24786696 A JP 24786696A JP H1092627 A JPH1092627 A JP H1092627A
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JP
Japan
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superconducting
energy
storage system
superconducting coil
power
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JP8247866A
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Japanese (ja)
Inventor
Shigeru Murai
成 村井
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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    • 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

  • Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To effectively utilize total energy by compensating the low refrigerating efficiency of a super conducting coil. SOLUTION: A super conducting electric power storage system stores electric energy as the stored energy of a superconducting coil 2 through a power converter 8 and inputs and outputs the stored energy as electric energy. The system is constituted so that the coil 2 can be cooled directly or indirectly by the evaporation latent heat of a liquefied natural gas when the coil 2 is operated.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は電力エネルギを超電
導コイルの蓄積エネルギとして貯蔵する超電導電力貯蔵
システムにおいて、特に超電導コイルを液化天然ガスの
気化設備を利用して冷却する超電導電力貯蔵システムに
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a superconducting power storage system for storing power energy as stored energy in a superconducting coil, and more particularly to a superconducting power storage system for cooling a superconducting coil using a liquefied natural gas vaporization facility.

【0002】[0002]

【従来の技術】最近、余剰電力の有効利用と電力需要ピ
ーク時の負荷への電力供給を補償する目的で電力エネル
ギを超電導コイルの蓄積エネルギとして貯蔵する超電導
電力貯蔵システム(以下SMESと略称する)の開発が
計画され、その技術的検討と実証システムの製作が進め
られている。
2. Description of the Related Art Recently, a superconducting power storage system (hereinafter abbreviated as SMES) for storing power energy as stored energy in a superconducting coil for the purpose of effectively utilizing surplus power and compensating for power supply to a load during peak power demand. Is planned, and its technical study and production of a demonstration system are underway.

【0003】このSMESは、電力エネルギを超電導コ
イルの蓄積エネルギとして貯蔵し、この蓄積エネルギを
電力変換装置によって再び電力エネルギに変換して随時
電力系統に放出するものである。
The SMES stores power energy as stored energy in a superconducting coil, converts the stored energy into power energy again by a power converter, and releases the power energy to a power system as needed.

【0004】一方、システムの核となる超電導コイルに
ついては、すでにMRI装置などで実用化されている種
類のものもあるが、SMESにこのような超電導コイル
を用いる場合、システムの運転により交流性のエネルギ
変換が行われるため、コイル内部に交流損失が発生す
る。このため、超電導コイルの冷却に必要とする熱量の
大きさは上記MRI装置など主に直流磁界を発生する装
置のコイルに比較して大きい。
On the other hand, some superconducting coils, which are the core of the system, have already been put to practical use in MRI apparatuses and the like. Since energy conversion is performed, an AC loss occurs inside the coil. For this reason, the amount of heat required for cooling the superconducting coil is larger than that of a coil of a device that mainly generates a DC magnetic field, such as the above-described MRI device.

【0005】一般的に超電導コイルは、液体ヘリウムに
よって冷却しており、その理由は超電導コイルを構成す
る超電導材料としてニオブチタンやニオブスズなど臨界
温度の極めて低い物質を使用しているためである。
[0005] Generally, the superconducting coil is cooled by liquid helium because a superconducting material constituting the superconducting coil uses a substance having an extremely low critical temperature such as niobium titanium or niobium tin.

【0006】従来、超電導コイルを液体ヘリウムにより
冷却するシステムとしては、ヘリウム冷凍機や低温ポン
プを用いた閉ループ冷凍システムか、または貯液した液
体ヘリウムに直接コイルを浸漬する方式があるが、この
コイルを直接浸漬する方式の場合、液体ヘリウムを貯液
するための容器を必要とし、構造が複雑になる等の理由
から大規模なシステムに適用することは困難である。
Conventionally, as a system for cooling a superconducting coil with liquid helium, there are a closed-loop refrigeration system using a helium refrigerator or a low-temperature pump, or a system in which a coil is directly immersed in stored liquid helium. In the method of directly immersing the helium, a container for storing liquid helium is required, and it is difficult to apply the method to a large-scale system because the structure becomes complicated.

【0007】また、前者の閉ループ冷凍システムは冷凍
機装置を備えなければならないが、冷凍サイクルの高熱
源としては利用する沸騰温度や供給価格が適切な液体窒
素が一般的に使用されている。
[0007] The former closed-loop refrigeration system must be equipped with a refrigerator. Liquid nitrogen, which has a suitable boiling temperature and a suitable supply price, is generally used as a high heat source of the refrigeration cycle.

【0008】図5は従来の超電導コイルの冷凍冷却シス
テムの一例を示す概念図である。図5において、21は
超電導コイル22が収容されたクライオスタット、23
はクライオスタット21へ液体ヘリウムを循環させて超
電導コイル22を冷却するヘリウム冷凍機で、このヘリ
ウム冷凍機23には液体ヘリウムの循環系にヘリウム圧
縮機24及びバッファタンク25がそれぞれ接続されて
いる。
FIG. 5 is a conceptual diagram showing an example of a conventional superconducting coil refrigeration / cooling system. In FIG. 5, reference numeral 21 denotes a cryostat accommodating a superconducting coil 22;
Is a helium refrigerator that circulates liquid helium to the cryostat 21 to cool the superconducting coil 22. The helium refrigerator 23 is connected to a helium compressor 24 and a buffer tank 25 in a liquid helium circulation system.

【0009】また、ヘリウム冷凍機23内にはクライオ
スタット21との間で循環するヘリウムを窒素貯槽27
より供給される液体窒素により熱交換する熱交換器26
が備えられている。
Helium circulating between the helium refrigerator 23 and the cryostat 21 is stored in a nitrogen storage tank 27.
Heat exchanger 26 that exchanges heat with liquid nitrogen supplied from
Is provided.

【0010】ところで、液化天然ガス(以下LNGと略
称する)の気化装置としては、一般に図6に示すような
構成となっている。図6において、31はLNGタン
カ、32はこのLNGタンカ31で輸送されたLNGの
液体を貯溜するLNG貯槽、33はLNG貯槽32より
LNGポンプ34を介して流入する液体を気化する気化
器で、この気化器33は気化の際に発生する冷熱を海水
ポンプ35より供給される海水を媒体として熱交換する
ようにしている。
[0010] Incidentally, a liquefied natural gas (hereinafter abbreviated as LNG) vaporizer is generally configured as shown in FIG. 6, reference numeral 31 denotes an LNG tanker; 32, an LNG storage tank for storing the LNG liquid transported by the LNG tanker 31; 33, a vaporizer for evaporating the liquid flowing from the LNG storage tank 32 through an LNG pump 34; The vaporizer 33 exchanges heat generated during vaporization by using seawater supplied from a seawater pump 35 as a medium.

【0011】また、36はLNG貯槽32内で気化した
LNGを圧縮して気化器33のLNGガス流出系に導入
する蒸発ガス圧縮機である。このような従来のLNG気
化装置においては、LNGタンカ31により供給地近傍
の基地まで輸送された液体を気化しているが、この際発
生する冷熱は海水を媒体にして排出しているため、その
熱源を利用できないばかりでなく、気化設備の維持管理
には気化器の管外着氷などの問題があり、多くの労力を
必要としていた。
Reference numeral 36 denotes an evaporative gas compressor that compresses LNG vaporized in the LNG storage tank 32 and introduces the compressed LNG into the LNG gas outflow system of the vaporizer 33. In such a conventional LNG vaporizer, the liquid transported by the LNG tanker 31 to the base near the supply point is vaporized, but the cold generated at this time is discharged using seawater as a medium, Not only the heat source cannot be used, but also the maintenance of the vaporization equipment has problems such as icing of the vaporizer outside the tube, requiring much labor.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】このように従来の超電
導電力貯蔵システムにおいて、超電導コイルの冷却に用
いられるヘリウム冷凍装置は、現在の技術ではエネルギ
効率が極めて低く、低熱源の利用エネルギに対し、高熱
源に必要とするエネルギは数十倍以上になっている。
As described above, in the conventional superconducting power storage system, the helium refrigeration system used for cooling the superconducting coil has a very low energy efficiency with the current technology, and the energy consumption of the low heat source is low. The energy required for a high heat source is several tens of times or more.

【0013】従って、超電導コイルの運転中、高い頻度
で冷凍負荷の発生するSMESについては高熱源として
のエネルギを何に求めるかがシステムの総合効率を評価
する上で重要である。
Therefore, for SMES in which a refrigeration load frequently occurs during the operation of the superconducting coil, it is important to determine what energy is required as a high heat source in order to evaluate the overall efficiency of the system.

【0014】本発明は上記のような事情に鑑みてなされ
たもので、超電導コイルの低い冷凍効率を補って総合的
エネルギの有効利用を図ることが可能な超電導電力貯蔵
システムを提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to provide a superconducting power storage system capable of compensating for the low refrigeration efficiency of a superconducting coil and achieving effective utilization of total energy. And

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するため、次のような手段により超電導電力貯蔵シス
テムを構成するものである。請求項1に対応する発明
は、電力変換器を通して電力エネルギを超電導コイルの
蓄積エネルギとして貯蔵し、且つ該蓄積エネルギを電力
エネルギとして入出力する超電導電力貯蔵システムにお
いて、前記超電導コイルの運転時に液化天然ガスの気化
潜熱によって直接的又は間接的に前記超電導コイルを冷
却するようにしたものである。
In order to achieve the above object, the present invention comprises a superconducting power storage system by the following means. According to a first aspect of the present invention, there is provided a superconducting power storage system for storing power energy as stored energy of a superconducting coil through a power converter, and inputting / outputting the stored energy as power energy. The superconducting coil is directly or indirectly cooled by the latent heat of vaporization of the gas.

【0016】請求項2に対応する発明は、電力変換器を
通して電力エネルギを超電導コイルの蓄積エネルギとし
て貯蔵し、且つ該蓄積エネルギを電力エネルギとして入
出力する超電導電力貯蔵システムにおいて、液化天然ガ
ス基地において天然ガス気化を目的とした設備に組込ま
れ、前記超電導コイルの運転時に前記設備による天然ガ
スの気化潜熱によって直接的又は間接的に前記超電導コ
イルを冷却するようにしたものである。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a superconducting power storage system for storing power energy as stored energy of a superconducting coil through a power converter and inputting / outputting the stored energy as power energy. The superconducting coil is incorporated in a facility for natural gas vaporization, and the superconducting coil is directly or indirectly cooled by the latent heat of vaporization of the natural gas by the facility during operation of the superconducting coil.

【0017】上記請求項1及び請求項2に対応する発明
の超電導電力貯蔵システムにあっては、LNGの気化潜
熱は約890kJ/kgとされており、この冷熱によっ
て直接的または間接的に超電導コイルを冷却すると共
に、電力変換器によって超電導コイルに電力エネルギの
入出力を行うことにより、総合的に損失の少ない電力貯
蔵システムを実現できる。
In the superconducting power storage system according to the first and second aspects of the present invention, the latent heat of vaporization of the LNG is about 890 kJ / kg, and the superconducting coil is directly or indirectly operated by the cold heat. And a power converter that inputs and outputs power energy to and from the superconducting coil, thereby achieving a power storage system with low overall loss.

【0018】請求項3に対応する発明は、電力変換器を
通して電力エネルギを超電導コイルの蓄積エネルギとし
て貯蔵し、且つ該蓄積エネルギを電力エネルギとして入
出力する超電導電力貯蔵システムにおいて、液化天然ガ
スの気化潜熱を高熱源として用いると共に、ヘリウムを
低熱源として熱交換を行うヘリウム冷凍機を運転して得
られる液体ヘリウムにより前記超電導コイルを冷却する
ようにしたものである。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a superconducting power storage system for storing power energy as stored energy of a superconducting coil through a power converter, and for inputting / outputting the stored energy as power energy. The superconducting coil is cooled by liquid helium obtained by operating a helium refrigerator that performs heat exchange using latent heat as a high heat source and helium as a low heat source.

【0019】上記請求項3に対応する発明の超電導電力
貯蔵システムにあっては、冷却手段としてLNGの気化
潜熱を高熱源として用いると共に、ヘリウムを低熱源と
してヘリウム冷凍機を運転して液体ヘリウムにより超電
導コイルを冷却しながら、電力変換器によって超電導コ
イルに電力エネルギの入出力を行うことにより、総合的
に損失の少ない電力貯蔵システムを実現できる。
In the superconducting power storage system according to the third aspect of the present invention, the latent heat of vaporization of LNG is used as a high heat source as a cooling means, and a helium refrigerator is operated using helium as a low heat source to supply liquid helium. By inputting and outputting power energy to and from the superconducting coil by the power converter while cooling the superconducting coil, a power storage system with low overall loss can be realized.

【0020】請求項4に対応する発明は、電力変換器を
通して電力エネルギを超電導コイルの蓄積エネルギとし
て貯蔵し、且つ該蓄積エネルギを電力エネルギとして入
出力する超電導電力貯蔵システムにおいて、液化天然ガ
スの気化潜熱を高熱源として用いて熱交換が行われ、且
つ低温ポンプの運転により循環するヘリウム等の冷媒を
中間冷媒として前記超電導コイルを冷却するようにした
ものである。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a superconducting power storage system for storing power energy as stored energy in a superconducting coil through a power converter, and for inputting / outputting the stored energy as power energy. Heat exchange is performed using latent heat as a high heat source, and the superconducting coil is cooled using a refrigerant such as helium circulated by operation of a low-temperature pump as an intermediate refrigerant.

【0021】上記請求項4に対応する発明の超電導電力
貯蔵システムにあっては、冷却手段としてLNGの気化
潜熱を高熱源として用いると共に、ヘリウムを低熱源と
して低温ポンプを運転して超電導コイルを強制冷却しな
がら電力変換器によって超電導コイルに電力エネルギの
入出力を行うことにより、総合的に損失の少ない電力貯
蔵システムを実現できる。
In the superconducting power storage system according to the invention, the latent heat of vaporization of LNG is used as a high heat source as a cooling means, and the superconducting coil is forcibly operated by operating a low temperature pump using helium as a low heat source. By inputting and outputting power energy to and from the superconducting coil by the power converter while cooling, a power storage system with low loss can be realized overall.

【0022】請求項5に対応する発明は、請求項3に対
応する発明おいて、超電導コイルを臨界温度が液化天然
ガスの沸騰点より高い酸化物系超伝導材料により構成し
たものである。
According to a fifth aspect of the present invention, in the third aspect, the superconducting coil is made of an oxide superconducting material whose critical temperature is higher than the boiling point of liquefied natural gas.

【0023】上記請求項5に対応する発明の超電導電力
貯蔵システムにあっては、超電導コイルに使用する超伝
導材料として、臨界温度が液化天然ガスの沸騰点(約1
20K)より高い酸化物系超伝導材料が用いられている
場合には、LNGの気化潜熱で直接超電導コイルの発生
損失を取去ることができる。
In the superconducting power storage system according to the fifth aspect of the present invention, as the superconducting material used for the superconducting coil, the critical temperature is the boiling point of liquefied natural gas (about 1 point).
When an oxide-based superconducting material higher than 20K) is used, the generation loss of the superconducting coil can be directly removed by the latent heat of vaporization of LNG.

【0024】請求項6に対応する発明は、電力変換器を
通して電力エネルギを超電導コイルの蓄積エネルギとし
て貯蔵し、且つ該蓄積エネルギを電力エネルギとして入
出力する超電導電力貯蔵システムにおいて、前記超電導
コイルの運転時に液化天然ガスの気化潜熱によって直接
的又は間接的に前記超電導コイルの保冷に必要なクライ
オスタット内の熱輻射シールドを冷却するようにしたも
のである。
According to a sixth aspect of the present invention, in a superconducting power storage system for storing power energy as stored energy of a superconducting coil through a power converter and inputting / outputting the stored energy as power energy, the operation of the superconducting coil is performed. Sometimes, the heat radiation shield in the cryostat necessary for keeping the superconducting coil cool is cooled directly or indirectly by the latent heat of vaporization of liquefied natural gas.

【0025】上記請求項6に対応する発明の超電導電力
貯蔵システムにあっては、超電導コイルを保冷するため
のクライオスタット(真空断熱容器)中の要素として設
ける熱輻射シールドの冷却にも直接LNGの気化潜熱を
利用することができ、さらに総合的に損失の少ない電力
貯蔵システムを実現できる。
In the superconducting power storage system according to the present invention, LNG is directly vaporized for cooling a heat radiation shield provided as an element in a cryostat (vacuum insulated container) for keeping a superconducting coil cool. Latent heat can be used, and a power storage system with less loss can be realized overall.

【0026】[0026]

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面を
参照して説明する。図1は本発明による超電導電力貯蔵
システムの第1の実施の形態を示す構成図である。図1
において、1は電力エネルギを貯蔵する超電導コイル2
が収容されたクライオスタット、3はクライオスタット
1へ液体ヘリウムを循環させて超電導コイル2を冷却す
るヘリウム冷凍機で、このヘリウム冷凍機3内にはクラ
イオスタット1との間で循環するヘリウムをLNGの冷
熱と熱交換するLNG熱交換器4が備えられている。こ
のLNG熱交換器4は、一次側をLNG供給系、二次側
を液体ヘリウムの循環系として熱交換を行うものであ
る。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram showing a first embodiment of a superconducting power storage system according to the present invention. FIG.
1 is a superconducting coil 2 for storing electric energy
Is a helium refrigerator that circulates liquid helium to the cryostat 1 to cool the superconducting coil 2. In the helium refrigerator 3, helium circulating between the cryostat 1 and the cryogenic heat of the LNG is cooled. An LNG heat exchanger 4 for exchanging heat is provided. The LNG heat exchanger 4 performs heat exchange with an LNG supply system on the primary side and a liquid helium circulation system on the secondary side.

【0027】このLNG熱交換器4の一次側にはLNG
貯槽5より流出するLNGがLNGポンプ6で加圧して
供給され、二次側を流れる液体ヘリウムと熱交換した
後、LNG圧縮機7に加えられ、このLNG圧縮機7で
気化し、圧縮した気化天然ガスを外部へ供給するように
している。
The primary side of the LNG heat exchanger 4 is LNG
The LNG flowing out of the storage tank 5 is supplied under pressure by an LNG pump 6 and exchanges heat with the liquid helium flowing on the secondary side, and then is added to the LNG compressor 7, where it is vaporized and compressed by the LNG compressor 7. We supply natural gas to the outside.

【0028】図中、8は超電導コイルより電流供給系に
流出する電流を交流電力に変換する電力変換器で、この
電力変換器8で変換された電力は図示しない電力系統に
供給されるようになっている。
In the figure, reference numeral 8 denotes a power converter for converting a current flowing from a superconducting coil to a current supply system into AC power. The power converted by the power converter 8 is supplied to a power system (not shown). Has become.

【0029】このような構成の超電導電力貯蔵システム
において、LNGがLNGポンプ6によりヘリウム冷凍
機3内のLNG熱交換器4に圧送されると、LNGはL
NG熱交換器4にて冷熱を発生した後、LNG圧縮器7
により気化天然ガスとして外部へ供給される。
In the superconducting power storage system having such a configuration, when LNG is pressure-fed to the LNG heat exchanger 4 in the helium refrigerator 3 by the LNG pump 6, LNG becomes L
After generating cold heat in the NG heat exchanger 4, the LNG compressor 7
Is supplied to the outside as vaporized natural gas.

【0030】この場合、LNGの気化潜熱は約890kj
/kg とされており、この冷熱によってヘリウム循環系に
流れるヘリウムと熱交換を行うことにより、超電導コイ
ル2は約4.5Kのヘリウムによって冷却される。
In this case, the latent heat of vaporization of LNG is about 890 kj
The superconducting coil 2 is cooled by helium of about 4.5K by performing heat exchange with helium flowing in the helium circulation system by this cold heat.

【0031】従って、上記第1の実施の形態によれば、
LNGの気化冷熱を超電導コイルの冷却に有効に利用で
きるので、損失の少ない超電導電力貯蔵システムを提供
できる。
Therefore, according to the first embodiment,
Since the evaporative cooling of LNG can be effectively used for cooling the superconducting coil, a superconducting power storage system with less loss can be provided.

【0032】次に本発明の第2の実施の形態を図2によ
り説明するに、図1と同一部分には同一符号を付して示
し、ここでは異なる点についてのみ述べる。第2の実施
の形態では、図2に示すようにクライオスタット1内に
収納された超電導コイル2とLNG貯槽5との間に低温
ポンプ9により液体ヘリウムを循環させる循環系を構成
し、LNG貯槽5内のLNGの液体中に浸漬されたLN
G熱交換器4により冷熱と冷媒循環系を流れる液体ヘリ
ウムと熱交換して超電導コイル2を強制冷却するように
したものである。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 2. The same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and only different points will be described. In the second embodiment, a circulation system for circulating liquid helium by a low-temperature pump 9 between the superconducting coil 2 housed in the cryostat 1 and the LNG storage tank 5 as shown in FIG. LN immersed in LNG liquid inside
The superconducting coil 2 is forcibly cooled by exchanging heat between the cold heat and the liquid helium flowing through the refrigerant circulation system by the G heat exchanger 4.

【0033】この場合、LNG貯槽5内の上方空間部に
は熱交換によりLNGの液体の一部が気化して溜まる天
然ガスは、LNG圧縮機7により加圧されて外部へ供給
される。
In this case, in the upper space in the LNG storage tank 5, natural gas which partially evaporates and accumulates LNG liquid by heat exchange is pressurized by the LNG compressor 7 and supplied to the outside.

【0034】従って、上記第2の実施の形態によれば、
冷媒循環系を流れる液体ヘリウムをLNG貯槽5内のL
NGの液体の冷熱により直接冷却するようにしているの
で、LNGの気化冷熱を超電導コイルの冷却に有効に利
用することができ、損失の少ない超電導電力貯蔵システ
ムを提供できると共に、第1の実施の形態のようにヘリ
ウム冷凍機が不要となり、冷却設備の簡素化を図ること
ができる。
Therefore, according to the second embodiment,
The liquid helium flowing through the refrigerant circulation system is transferred to the LNG storage tank 5 in the LNG storage tank 5.
Since the liquid is cooled directly by the cold of the NG liquid, the vaporized cold of the LNG can be effectively used for cooling the superconducting coil, and a superconducting power storage system with less loss can be provided. A helium refrigerator is not required as in the embodiment, and the cooling equipment can be simplified.

【0035】次に本発明の第3の実施の形態を図3によ
り説明するに、図1と同一部分には同一符号を付して示
し、ここでは異なる点についてのみ述べる。第3の実施
の形態では、図3に示すようにクライオスタット1内に
収納された超電導コイル2をLNG貯槽5よりLNGポ
ンプ6により圧送されるLNGの液体によりLNG熱交
換器4を介して冷却し、このLNG熱交換器4より発生
した冷熱により気化した天然ガスはLNG圧縮機7によ
り加圧されて外部へ供給されるようにしたものである。
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 3. In FIG. 3, the same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and only different points will be described. In the third embodiment, as shown in FIG. 3, the superconducting coil 2 housed in the cryostat 1 is cooled via the LNG heat exchanger 4 by the LNG liquid pumped from the LNG storage tank 5 by the LNG pump 6. The natural gas vaporized by the cold generated from the LNG heat exchanger 4 is pressurized by the LNG compressor 7 and supplied to the outside.

【0036】この場合、超電導コイル2は臨界温度が1
20K以上の酸化物超伝導材料を使用した導体で構成さ
れ、熱伝導を利用した間接冷却方式として電気絶縁を容
易に構成できるものとする。
In this case, the superconducting coil 2 has a critical temperature of 1
It is made of a conductor using an oxide superconducting material of 20K or more, and electrical insulation can be easily configured as an indirect cooling method using heat conduction.

【0037】従って、上記第3の実施の形態によれば、
LNGはLNG圧縮機7により気化し天然ガスとして外
部へ供給されるが、その過程でLNG熱交換器4におい
て冷熱を発生するので、このLNG熱交換器4は直接1
20Kの低熱源として超電導コイル2の冷却に供し得
る。これにより、LNGの気化冷熱を超電導コイルの冷
却に有効に利用することができると共に、冷却設備の大
幅な簡素化を図ることができる損失の少ない超電導電力
貯蔵システムを提供できる。
Therefore, according to the third embodiment,
The LNG is vaporized by the LNG compressor 7 and supplied to the outside as natural gas. In the process, the LNG heat exchanger 4 generates cold heat.
It can be used to cool the superconducting coil 2 as a low heat source of 20K. This makes it possible to provide a superconducting power storage system with low loss that can effectively utilize the cooling heat of vaporization of LNG for cooling the superconducting coil and can greatly simplify the cooling equipment.

【0038】次に本発明の第4の実施の形態を図4によ
り説明するに、図1と同一部分には同一符号を付して示
し、ここでは異なる点についてのみ述べる。第4の実施
の形態では、図4に示すようにクライオスタット1内に
収納された超電導コイル2の外周部に熱輻射シールド1
0を有する場合、この熱輻射シールド10の近傍にLN
G熱交換器4を設け、LNG貯槽5よりLNGポンプ6
により圧送されるLNGの液体によりLNG熱交換器4
を介して熱輻射シールド10を冷却し、このLNG熱交
換器4より発生した冷熱により気化した天然ガスはLN
G圧縮機7により加圧されて外部へ供給するようにした
ものである。
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 4. In FIG. 4, the same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and only different points will be described. In the fourth embodiment, as shown in FIG. 4, a heat radiation shield 1 is provided on an outer peripheral portion of a superconducting coil 2 housed in a cryostat 1.
0, LN near the heat radiation shield 10
G heat exchanger 4 is provided, and LNG pump 6 is supplied from LNG storage tank 5.
Heat exchanger 4 by LNG liquid pumped by LNG
The natural gas vaporized by the cold generated from the LNG heat exchanger 4 is cooled by LN
The compressor is pressurized by the G compressor 7 and supplied to the outside.

【0039】従って、上記第4の実施の形態によれば、
LNGはLNG圧縮機7により気化し天然ガスとして外
部へ供給されるが、その過程でLNG熱交換器4におい
て冷熱を発生するので、このLNG熱交換器4を低熱源
として熱輻射シールド10の冷却に供し得る。
Therefore, according to the fourth embodiment,
The LNG is vaporized by the LNG compressor 7 and supplied to the outside as natural gas. In the process, since the LNG heat exchanger 4 generates cold heat, the LNG heat exchanger 4 is used as a low heat source to cool the heat radiation shield 10. Can be provided.

【0040】この場合、熱輻射シールド10の冷却シス
テムに前述した第1乃至第3の実施の形態の何ずれかを
組合せ適用して超電導コイルの冷却を行うようにしても
も良い。
In this case, the cooling system of the heat radiation shield 10 may be combined with any one of the first to third embodiments to cool the superconducting coil.

【0041】[0041]

【発明の効果】以上述べたように本発明による超電導電
力貯蔵システムによれば、次のような効果を得ることが
できる。SMESに用いられる超電導コイルのエネルギ
変換時の交流性の運転によって超電導コイルの内部に発
生する交流損失による大きな熱量を液化天然ガスの排出
する冷熱を利用して効果的に冷却することができる。
As described above, according to the superconducting power storage system according to the present invention, the following effects can be obtained. A large amount of heat due to an AC loss generated inside the superconducting coil by the operation of alternating current at the time of energy conversion of the superconducting coil used in the SMES can be effectively cooled by utilizing the cold heat discharged from the liquefied natural gas.

【0042】また、LNGが液体で輸送されてから供給
地近傍の基地で気化して液化天然ガスを得る際に発生す
る冷熱を熱源として有効に利用することができる。ま
た、気化設備の維持管理には気化器の管外着氷などの問
題があり、多くの労力を必要としていたが、液化天然ガ
スより排出する冷熱を利用することで気化設備の維持管
理に要する労力を大幅に軽減することができる。
Further, the cold generated when LNG is transported as a liquid and then vaporized at a base near the supply point to obtain liquefied natural gas can be effectively used as a heat source. In addition, the maintenance and management of the vaporization equipment involves problems such as icing of the vaporizer outside the tube, which required a lot of labor.However, the maintenance of the vaporization equipment is required by using the cold heat discharged from liquefied natural gas. Labor can be greatly reduced.

【0043】これらの効果によって地球環境の維持改善
のために総合的エネルギセーブを目的とする電力貯蔵シ
ステムとして、超電導コイルの低い冷凍効率を補ってS
MESの提供が可能である。
By these effects, as a power storage system for the purpose of comprehensive energy saving for maintaining and improving the global environment, the low refrigeration efficiency of the superconducting coil is compensated for by S
MES can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明による超電導電力貯蔵システムの第1の
実施の形態を示す構成図。
FIG. 1 is a configuration diagram showing a first embodiment of a superconducting power storage system according to the present invention.

【図2】本発明による超電導電力貯蔵システムの第2の
実施の形態を示す構成図。
FIG. 2 is a configuration diagram showing a second embodiment of the superconducting power storage system according to the present invention.

【図3】本発明による超電導電力貯蔵システムの第3の
実施の形態を示す構成図。
FIG. 3 is a configuration diagram showing a third embodiment of a superconducting power storage system according to the present invention.

【図4】本発明による超電導電力貯蔵システムの第4の
実施の形態を示す構成図。
FIG. 4 is a configuration diagram showing a fourth embodiment of the superconducting power storage system according to the present invention.

【図5】従来の超電導電力貯蔵システムの一例を示す構
成図。
FIG. 5 is a configuration diagram showing an example of a conventional superconducting power storage system.

【図6】従来のLNG気化装置の一例を示す構成図。FIG. 6 is a configuration diagram showing an example of a conventional LNG vaporizer.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1……クライオスタット 2……超電導コイル 3……ヘリウム冷凍機 4……LNG熱交換機 5……LNG貯槽 6……LNGポンプ 7……LNG圧縮機 8……電力変換器 9……低温ポンプ 10……熱輻射シールド DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Cryostat 2 ... Superconducting coil 3 ... Helium refrigerator 4 ... LNG heat exchanger 5 ... LNG storage tank 6 ... LNG pump 7 ... LNG compressor 8 ... Power converter 9 ... Low temperature pump 10 ... … Heat radiation shield

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電力変換器を通して電力エネルギを超電
導コイルの蓄積エネルギとして貯蔵し、且つ該蓄積エネ
ルギを電力エネルギとして入出力する超電導電力貯蔵シ
ステムにおいて、 前記超電導コイルの運転時に液化天然ガスの気化潜熱に
よって直接的又は間接的に前記超電導コイルを冷却する
ようにしたことを特徴とする超電導電力貯蔵システム。
1. A superconducting power storage system for storing power energy as stored energy in a superconducting coil through a power converter and for inputting / outputting the stored energy as power energy, wherein the latent heat of vaporization of liquefied natural gas during operation of the superconducting coil is provided. A superconducting power storage system characterized in that the superconducting coil is directly or indirectly cooled by the cooling device.
【請求項2】 電力変換器を通して電力エネルギを超電
導コイルの蓄積エネルギとして貯蔵し、且つ該蓄積エネ
ルギを電力エネルギとして入出力する超電導電力貯蔵シ
ステムにおいて、 液化天然ガス基地において天然ガス気化を目的とした設
備に組込まれ、前記超電導コイルの運転時に前記設備に
よる天然ガスの気化潜熱によって直接的又は間接的に前
記超電導コイルを冷却するようにしたことを特徴とする
超電導電力貯蔵システム。
2. A superconducting power storage system for storing power energy as stored energy of a superconducting coil through a power converter and for inputting / outputting the stored energy as power energy, wherein the purpose is to vaporize natural gas at a liquefied natural gas base. A superconducting power storage system incorporated in a facility, wherein the superconducting coil is directly or indirectly cooled by latent heat of vaporization of natural gas by the facility during operation of the superconducting coil.
【請求項3】 電力変換器を通して電力エネルギを超電
導コイルの蓄積エネルギとして貯蔵し、且つ該蓄積エネ
ルギを電力エネルギとして入出力する超電導電力貯蔵シ
ステムにおいて、 液化天然ガスの気化潜熱を高熱源として用いると共に、
ヘリウムを低熱源として熱交換を行うヘリウム冷凍機を
運転して得られる液体ヘリウムにより前記超電導コイル
を冷却するようにしたことを特徴とする超電導電力貯蔵
システム。
3. A superconducting power storage system for storing power energy as stored energy in a superconducting coil through a power converter and inputting / outputting the stored energy as power energy, wherein a latent heat of vaporization of liquefied natural gas is used as a high heat source. ,
A superconducting power storage system, wherein the superconducting coil is cooled by liquid helium obtained by operating a helium refrigerator that performs heat exchange using helium as a low heat source.
【請求項4】 電力変換器を通して電力エネルギを超電
導コイルの蓄積エネルギとして貯蔵し、且つ該蓄積エネ
ルギを電力エネルギとして入出力する超電導電力貯蔵シ
ステムにおいて、 液化天然ガスの気化潜熱を高熱源として用いて熱交換が
行われ、且つ低温ポンプの運転により循環するヘリウム
等の冷媒を中間冷媒として前記超電導コイルを冷却する
ようにしたことを特徴とする超電導電力貯蔵システム。
4. A superconducting power storage system for storing power energy as stored energy of a superconducting coil through a power converter and inputting / outputting the stored energy as power energy, wherein a latent heat of vaporization of liquefied natural gas is used as a high heat source. A superconducting power storage system, wherein the superconducting coil is cooled by using a refrigerant such as helium circulating by operation of a low-temperature pump as an intermediate refrigerant in which heat exchange is performed.
【請求項5】 超電導コイルは臨界温度が液化天然ガス
の沸騰点より高い酸化物系超伝導材料により構成された
ものである請求項3記載の超電導電力貯蔵システム。
5. The superconducting power storage system according to claim 3, wherein the superconducting coil is made of an oxide superconducting material whose critical temperature is higher than the boiling point of liquefied natural gas.
【請求項6】 電力変換器を通して電力エネルギを超電
導コイルの蓄積エネルギとして貯蔵し、且つ該蓄積エネ
ルギを電力エネルギとして入出力する超電導電力貯蔵シ
ステムにおいて、 前記超電導コイルの運転時に液化天然ガスの気化潜熱に
よって直接的又は間接的に前記超電導コイルの保冷に必
要なクライオスタット内の熱輻射シールドを冷却するよ
うにしたことを特徴とする超電導電力貯蔵システム。
6. A superconducting power storage system for storing power energy as stored energy of a superconducting coil through a power converter and for inputting / outputting the stored energy as power energy, wherein the latent heat of vaporization of liquefied natural gas during operation of the superconducting coil. A superconducting power storage system, wherein the heat radiation shield in a cryostat necessary for keeping the superconducting coil cool is directly or indirectly cooled.
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