KR101691983B1 - Recovery system for superconducting fault current limiter - Google Patents

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인세환
홍용주
염한길
고준석
김효봉
박성제
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한국기계연구원
한국전력공사
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Abstract

The present invention relates to a recovery system for a superconducting fault current limiter. According to the present invention, a recovery system for a superconducting fault current limiter comprises: a low temperature tank in which refrigerant and a superconducting fault current limiter are accommodated to maintain a superconducting state of the superconducting fault current limiter, and a nozzle spraying refrigerant to a gas space placed therein is formed; a supercooling maintaining unit cooling refrigerant discharged from the low temperature tank to be circulated in the low temperature tank for the refrigerant to be resupplied; and a control unit controlling the flow of the refrigerant. When a quench occurs, the control unit enables refrigerant to be sprayed through the nozzle to decompress internal pressure of the low temperature tank to cool the superconducting fault current limiter by boiling heat transfer.

Description

초전도 한류기 복귀 시스템{RECOVERY SYSTEM FOR SUPERCONDUCTING FAULT CURRENT LIMITER}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a superconducting fault current return system,

본 발명은 초전도 한류기 복귀 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 ??치(Quench) 후 초전도 한류기를 ??치(Quench) 전 과냉각 생태로 신속히 복귀시킬 수 있는 초전도 한류기 복귀 시스템에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a superconducting fault current limiter return system, and more particularly, to a superconducting fault current limit return system capable of quickly returning a superconducting fault current limiter after a quench to a pre-quench and cooling eco-state.

일반적으로, 초전도 현상은 어떤 물질이 특정조건(온도, 전류밀도, 자속밀도)에서 저항이 사라지고 완전 반자성 특성을 보이는 것을 말한다. 초전도 현상은 항상 가능한 것은 아니고, 일정 온도(임계온도 Tc) 이하, 일정 전류밀도 (임계전류밀도 Jc) 이하, 일정 자기장(임계자기장 Hc) 이하에서만 전기저항이 0이 된다. 특히, 통전전류밀도가 임계전류밀도(Jc)보다 크면 초전도성을 잃고 저항이 나타난다. 이러한 초전도성을 갖는 초전도체는 일반도체와 달리 전류를 흘려보내도 손실이 없고 많은 양의 전류를 보낼 수 있다.Generally, a superconducting phenomenon is a phenomenon in which a material disappears in a certain condition (temperature, current density, magnetic flux density) and exhibits a completely semi-magnetic property. The superconducting phenomenon is not always possible but the electric resistance becomes zero only at a constant temperature (critical temperature Tc) or lower, a constant current density (critical current density Jc) or lower, and a constant magnetic field (critical magnetic field Hc) or lower. In particular, if the current density is higher than the threshold current density (Jc), the superconductivity is lost and the resistance appears. Unlike a semiconductor, a superconductor having such a superconductivity can transmit a large amount of current without loss even when a current flows.

초전도 한류기는 초전도체를 이용해 전력계통에서 발생하는 고장 전류(Fault Current)를 제한하는 기기이다. 초전류 한류기는 전선이 끊어지거나 벼락 등의 사 고시 발생하는 정상전류 수십 배의 고장 전류를 1000분의 1초 이내에 감지해 임피던스(Impedance)를 투입함으로써 고장 전류를 제한한다.A superconducting fault current limiter is a device that limits the fault current generated in a power system by using a superconductor. The second current limiter detects the fault current of several tens times of the normal current which occurs when the electric wire breaks or the lightning strikes, within one thousandth of a second and limits the fault current by putting the impedance.

이러한 초전도 한류기로 인하여 고장 전류에 의한 전력기기의 파손 및 광역 정전사태 등의 대형 사고를 방지할 수 있다. 또 정상 상태에서는 추가적인 임피던스가 없으며 고장 전류 증가 시에도 기존 차단기의 용량증대 없이 고장 전류 제한이 가능하게 돼 차단기 교체로 인한 막대한 비용손실을 절감할 수 있게 된다.Such a superconducting fault current limiter can prevent large-scale accidents such as breakdown of power equipment due to fault current and wide-range power failure. In addition, in the steady state, there is no additional impedance, and even when the fault current increases, it is possible to limit the fault current without increasing the capacity of the existing circuit breaker, thereby saving huge cost loss due to the circuit breaker replacement.

그러나, 고장 전류에 의한 ??치(Quench) 시에는 초전도 한류기에서 상당히 큰 열(107J 이상)이 발생하며 초전도 한류기는 상온(300K) 이상으로 온도가 상승하게 된다. 초전도 한류기가 원래의 정상 상태로 돌아가기 위해서는 이 열을 흡수하여 초기 온도 조건으로 냉각시켜야 한다. 특히, 초전도 한류기는 수십 초 이내에 원래의 정상 상태로 복원되어야 한다. However, at the time of quenching due to the fault current, a considerable heat (more than 10 7 J) is generated in the superconducting fault current limiter, and the superconducting fault current limiter is raised in temperature above the normal temperature (300 K). In order for the superconducting fault current source to return to its original steady state, the heat must be absorbed and cooled to the initial temperature condition. In particular, the superconducting fault current limiter should be restored to its original steady state within a few seconds.

하지만, 종래의 초전도 한류기 복귀 시스템에서는 과냉각 상태의 액체 질소를 포함하는 저온조에서 자연 대류 방식 만으로 초전도 한류기를 냉각시켜 빠르게 냉각시킬 수가 없었다.However, in the conventional superconducting fault current limiter return system, the superconducting fault current limiter can not be cooled quickly by the natural convection only in the low temperature tank containing the supercooled liquid nitrogen.

따라서, 본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, ??치(Quench) 시 저온조 내부의 압력을 포화압력까지 감압시켜 비등 열전달에 의해 냉각시키는 방법으로 초전도 한류기의 온도를 ??치(Quench) 전 과냉각 생태로 신속히 복귀시킬 수 있는 수 있는 초전도 한류기 복귀 시스템을 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a superconducting fault current limiter for reducing the pressure in a low-temperature tank to a saturation pressure at the time of quenching and cooling the boiler by boiling heat transfer, The present invention provides a superconducting fault current limiter returning system capable of rapidly returning to a quench front and a cooling eco.

본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems to be solved by the present invention are not limited to the above-mentioned problems, and other matters not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 냉매와 초전도 한류기가 수용되어 상기 초전도 한류기의 초전도 상태를 유지하도록 하며, 내부의 기체 공간에 상기 냉매를 분사시키는 노즐이 형성된 저온조; 상기 저온조로부터 배출된 냉매를 냉각하여 상기 저온조로 순환시켜 재공급하는 과냉각 유지부; 및 상기 냉매의 흐름을 제어하는 제어부를 포함하며, ??치 발생시 상기 제어부는 상기 노즐로부터 상기 냉매를 분사시키도록 하여 상기 저온조 내부의 압력을 감압시켜 비등 열전달에 의해 상기 초전도 한류기를 냉각시키는 초전도 한류기 복귀 시스템에 의해 달성될 수가 있다. According to the present invention, there is provided a superconducting fault current limiter for a superconducting fault current limiter, the superconducting fault current limiter comprising: a low temperature bath having a nozzle for accommodating a refrigerant and a superconducting fault current limiter to maintain the superconducting state of the superconducting fault current limiter; A supercooling maintenance unit for cooling the refrigerant discharged from the low-temperature tank and circulating the refrigerant to the low-temperature tank and re-supplying the refrigerant; And a controller for controlling the flow of the refrigerant, wherein the controller injects the refrigerant from the nozzle to depressurize the pressure inside the low-temperature tank to cool the superconducting fault current limiter by boiling heat transfer, Can be achieved by a short-wave return system.

여기서, 상기 저온조 내부를 가압시키기 위해 상기 냉매를 기화시켜 공급하는 가압부를 더 포함할 수 있고, 상기 ??치 발생시 상기 제어부는 상기 가압부로부터 상기 저온조로 공급되는 냉매를 차단시킬 수 있다. The control unit may further include a pressure unit for supplying the refrigerant vaporized to pressurize the inside of the low-temperature tank, and the control unit may block the refrigerant supplied from the pressure unit to the low-temperature tank.

여기서, 상기 가압부는 상기 냉매를 수용하는 가압 챔버; 상기 가압 챔버에 수용된 냉매를 기화시키는 기화부; 상기 기화된 냉매를 상기 저온조로 공급하는 가압기체 공급라인; 및 상기 가압기체 공급라인에 형성되어 상기 제어부의 신호에 의해 상기 기화된 냉매의 유량을 제어하는 제 1 밸브를 포함할 수 있다. Here, the pressurizing unit may include a pressurizing chamber for receiving the refrigerant; A vaporizer for vaporizing the refrigerant contained in the pressure chamber; A pressurized gas supply line for supplying the vaporized refrigerant to the low temperature bath; And a first valve formed in the pressurized gas supply line and controlling a flow rate of the vaporized refrigerant by a signal of the control unit.

여기서, 상기 과냉각 유지부는 상기 저온조로부터 배출된 냉매를 냉각시켜 재공급하는 냉각라인을 포함할 수 있다. Here, the supercooling holding unit may include a cooling line for cooling and re-supplying the refrigerant discharged from the low-temperature tank.

여기서, 상기 과냉각 유지부는 상기 냉각라인에 형성되어 상기 저온조로부터 배출된 냉매를 냉각시키는 극저온 열교환기; 및 상기 냉매를 순환시키는 제 1 펌프를 더 포함할 수 있다. Here, the supercooling holding unit may include a cryogenic heat exchanger formed in the cooling line and cooling the refrigerant discharged from the low temperature tank; And a first pump circulating the refrigerant.

여기서, 상기 저온조 내부를 가압시키기 위해 상기 냉매를 기화시켜 공급하는 가압부; 및 상기 냉각라인에서 분기되어 상기 가압부와 연결되는 제 1 분기라인을 더 포함할 수 있다. Here, a pressurizing unit for vaporizing and supplying the refrigerant to pressurize the inside of the low-temperature tank; And a first branch line branched from the cooling line and connected to the pressure unit.

여기서, 상기 냉각라인에서 분기되어 상기 노즐과 연결되는 제 2 분기라인; 및 상기 제 2 분기라인에 형성되어 상기 제어부의 신호에 의해 상기 냉매의 유량을 제어하는 제 2 밸브를 더 포함하고, 상기 ??치 발생시 상기 제어부의 제어 신호로 상기 제 2 밸브를 열어서 상기 노즐을 통해 상기 냉매를 상기 저온조로 공급할 수 있다. A second branch line branched from the cooling line and connected to the nozzle; And a second valve that is formed in the second branch line and controls a flow rate of the refrigerant by a signal of the controller, wherein when the nozzle is generated, the second valve is opened by a control signal of the controller, And the refrigerant can be supplied to the low-temperature bath.

여기서, 상기 저온조로부터 배출된 냉매를 상기 노즐을 통해 재공급하는 순환라인; 상기 냉매를 순환시키는 제 2 펌프; 및 상기 순환라인에 형성되어 상기 제어부의 신호에 의해 상기 냉매의 유량을 제어하는 제 3 밸브를 더 포함하고, 상기 ??치 발생시 상기 제어부의 제어 신호로 상기 제 3 밸브를 열어서 상기 노즐을 통해 상기 냉매를 상기 저온조로 공급할 수 있다.Here, a circulation line for re-supplying the refrigerant discharged from the low-temperature tank through the nozzle; A second pump for circulating the refrigerant; And a third valve formed in the circulation line for controlling the flow rate of the refrigerant by a signal of the control unit, wherein the third valve is opened by the control signal of the control unit when the value is generated, The refrigerant can be supplied to the low temperature bath.

상기한 바와 같은 본 발명의 초전도 한류기 복귀 시스템에 따르면 ??치 시 저온조 내부의 감압에 의한 비등 열전달 방식으로 초전도 한류기를 냉각시켜 ??치 전 정상 상태로 빠르게 복귀시킬 수 있다는 장점이 있다. According to the superconducting fault current limiter return system of the present invention as described above, the superconducting fault current limiter by the reduced pressure in the low temperature tank can cool down the superconducting fault current limiter to quickly return to the normal steady state.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 초전도 한류기 복귀 시스템의 개략적인 장치도이다.
도 2는 도 1에서 정상 상태의 동작을 나타내는 도면이다.
도 3은 도 1에서 ??치 시의 동작을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 초전도 한류기 복귀 시스템의 개략적인 장치도이다.
도 5는 도 4에서 정상 상태의 동작을 나타내는 도면이다.
도 6은 도 4에서 ??치 시의 동작을 나타내는 도면이다.1 is a schematic diagram of a superconducting fault current limiter return system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing an operation in a steady state in FIG.
Fig. 3 is a view showing the operation in the case of Fig. 1.
4 is a schematic diagram of a superconducting fault current limiter return system according to another embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing an operation in a steady state in FIG.
Fig. 6 is a diagram showing the operation in the case of Fig.

실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.The details of the embodiments are included in the detailed description and the drawings.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention, and the manner of achieving them, will be apparent from and elucidated with reference to the embodiments described hereinafter in conjunction with the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. To fully disclose the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.

이하, 본 발명의 실시예들에 의하여 초전도 한류기 복귀 시스템을 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings for explaining a superconducting fault current limiter return system according to embodiments of the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 초전도 한류기 복귀 시스템의 개략적인 장치도이고, 도 2는 도 1에서 정상 상태의 동작을 나타내는 도면이며, 도 3은 도 1에서 ??치 시의 동작을 나타내는 도면이다.FIG. 1 is a schematic diagram of a system for returning a superconducting fault current limiter according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram illustrating an operation in a steady state in FIG. 1, Fig.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 초전도 한류기 복귀 시스템은 저온조(110), 과냉각 유지부(120) 및 제어부(130)를 포함할 수 있다. 또한, 가압부(140)를 더 포함할 수 있다. Referring to FIG. 1, a system for returning a superconducting fault current limiter according to an exemplary embodiment of the present invention may include a low-temperature tank 110, a supercooling holding unit 120, and a controller 130. Further, it may further include a pressing portion 140.

저온조(110)는 초전도 한류기(SFCL: Superconducting Fault Current Limiter)(100)의 초전도 상태를 유지하기 위한 것으로서, 내부에 초전도 한류기(100)를 수용하며, 초전도 한류기(100)의 초전도 상태를 유지하기 위한 냉매를 수용한다. 본 실시예에서 냉매는 액체 질소인 것으로 하나, 이에 제한되는 것은 아니다.The low-temperature tank 110 is for maintaining a superconducting state of a superconducting fault current limiter (SFCL) 100. The low-temperature tank 110 houses a superconducting fault current limiter 100 therein. The superconducting fault current limiter 100 has a superconducting fault current limiter In order to maintain the refrigerant. In this embodiment, the refrigerant is liquid nitrogen, but is not limited thereto.

또한, 저온조(110)의 상부에는 노즐(115)이 형성되어 ??치 시 저온조(110) 상부의 기체 공간에 액체 질소를 분사시켜 저온조(110) 내부의 압력을 액체 질소의 포화압력까지 낮추도록 할 수가 있다. 이에 대한 자세한 설명은 후술하기로 한다. A nozzle 115 is formed on the upper portion of the low-temperature tank 110 to inject liquid nitrogen into a gas space above the low-temperature tank 110 to control the pressure inside the low- As shown in FIG. A detailed description thereof will be described later.

초전도 한류기(100)는 초전도체를 이용해 전력계통에서 발생하는 고장 전류(Fault Current)를 제한하는 기기이다. 초전도 한류기(100)는 전선이 끊어지거나 벼락 등의 사고 시 발생하는 수십 배의 고장 전류를 1000분의 1초 이내에 감지해 임피던스를 투입함으로써 고장 전류를 제한한다.The superconducting fault current limiter 100 is a device for limiting a fault current generated in a power system using a superconductor. The superconducting fault current limiter (100) detects a fault current of several tens of times that occurs when an electric wire breaks or a lightning strikes within a thousandth of a second and limits the fault current by inputting an impedance.

일반적으로 초전도체는 온도(TC), 자속밀도(HC), 전류밀도(JC)의 조건이 만족할 경우 전기 저항이 거의 0인 초전도성을 가지게 되고, 이러한 조건을 만족하지 못할 경우 초전도체는 초전도성을 상실하여 전기 저항이 매우 큰 저항체가 된다. 초전도 한류기(100)는 이러한 원리를 이용하여 정상 상태에서는 초전도 상태(R = 0)가 유지되는 임계 전류(Critical current) 이하의 전류로 운전하다가, 사고가 발생하여 고장 전류가 임계 전류를 초과할 경우 그 즉시 초전도성을 잃게 되고(Quench, R≠0) 이때 발생되는 저항에 의해 고장 전류가 한류된다.Generally, superconductors have superconductivity with almost zero electric resistance when the conditions of temperature (T C ), magnetic flux density (H C ), and current density (J C ) are satisfied. If these conditions are not satisfied, superconductors will have superconductivity And becomes a resistor having a very high electrical resistance. Using this principle, the superconducting fault current limiter 100 is operated at a current lower than a critical current in which a superconducting state (R = 0) is maintained in a steady state, and when an accident occurs and a fault current exceeds a critical current The instantaneous superconductivity is lost (Quench, R ≠ 0), and the fault current is caused by the resistance generated at this time.

초전도 한류기(100)는 저온조(110) 내부의 액체 질소에 담겨져 초전도 상태가 유지된다. 송전급이나 배전급 고전압 초전도 한류기(100)의 경우 전기 절연을 위해서는 초전도 한류기(100)가 절연 특성이 좋은 액체 질소에 금속재질의 저온조(110)와 일정 거리를 유지하며 잠겨 있어야 한다. 한편 고장 전류에 의해서 초전도 한류기(100)에 ??치가 발생할 경우 큰 주울(Joule)열이 발생하여 주위의 액체 질소가 기화하여 기포를 형성할 수 있다. 기체 질소의 절연 특성은 액체 질소의 수분의 일에 불과하기 때문에 ??치(Quench) 시 액체 질소 기화에 의한 기포형성은 초전도 한류기(100)의 절연 파괴로 이어질 수 있다. 이러한 액체 질소 내 기포형성을 억제하는 가장 효과적인 방법은 액체 질소를 과냉각상태로 유지하는 것이다. 액체 질소는 1 기압 하에 약 77 K 에서 끓게 되므로, 저온조(110)는 액체 질소의 과냉각상태를 유지하기 위해 1 기압보다 높게 유지되어야 하며, 액체 질소는 77 K 이하로 유지되어야 한다. 이때, 저온조(110) 내부의 압력은 후술할 가압부(140)에 의해 가압되어 유지될 수가 있다.The superconducting fault current limiter 100 is contained in the liquid nitrogen in the low temperature bath 110 and the superconducting state is maintained. In the case of the power supply class or the power supply class high-voltage superconducting fault current limiter 100, the superconducting fault current limiter 100 should be locked to a liquid nitrogen having a good insulation characteristic at a certain distance from the low temperature tank 110 made of a metal. On the other hand, when a fault occurs in the superconducting fault current limiter 100 due to the fault current, large joule heat is generated, and the surrounding liquid nitrogen is vaporized to form bubbles. Since the insulation characteristic of the gaseous nitrogen is only one part of the liquid nitrogen, formation of bubbles by liquid nitrogen vaporization at the time of quenching may lead to dielectric breakdown of the superconducting fault current limiter 100. The most effective way to suppress such bubble formation in liquid nitrogen is to keep the liquid nitrogen in a supercooled state. Since liquid nitrogen boils at about 77 K under 1 atm, the low temperature vessel (110) should be maintained above 1 atmosphere to maintain supercooled state of liquid nitrogen, and liquid nitrogen should be maintained below 77 K. At this time, the pressure inside the low-temperature tank 110 can be pressurized and maintained by the pressing unit 140, which will be described later.

과냉각 유지부(120)는 저온조(110)로부터 배출된 냉매를 냉각시켜 저온조(110)로 다시 순환시켜 저온조(110)를 지속적으로 과냉각 상태로 유지시키도록 하는 구성이다. 과냉각 유지부(120)는 냉각라인(122), 극저온 열교환기(124) 및 제 1 펌프(126)를 포함하여 구성될 수가 있다. The supercooling holding unit 120 cools the refrigerant discharged from the low temperature tank 110 and circulates the refrigerant back to the low temperature tank 110 to continuously maintain the low temperature tank 110 in a supercooled state. The supercooling holding unit 120 may include a cooling line 122, a cryogenic heat exchanger 124, and a first pump 126.

냉각라인(122)은 저온조(110)로부터 배출된 냉매를 과냉각상태의 온도로 냉각시켜 다시 저온조(110)로 공급하는 배관라인이다. 냉각라인(122)은 극저온 열교환기(124)를 통하여 냉각된 뒤 순환되는 냉매의 단열을 위하여 단열성능이 우수한 단열배관으로 마련되는 것이 바람직하다.The cooling line 122 is a piping line that cools the refrigerant discharged from the low-temperature bath 110 to a supercooled state and supplies the cooled refrigerant to the low-temperature bath 110 again. The cooling line 122 is preferably provided as a heat insulating pipe having excellent heat insulating performance for the purpose of insulating the refrigerant circulated after being cooled through the cryogenic heat exchanger 124. [

극저온 열교환기(124)는 극저온 냉동기(미도시)의 저온부에 직접 설치되거나 극저온 냉동기(미도시)에 의해 포화압력이 조절되는 포화 냉매에 간접 설치되어, 저온조(110)로부터 배출되어 저온조(110)로 재공급되는 냉매를 냉각하기 위한 구성이다. 저온조(110)는 초전도 한류기(100)의 냉각을 위하여 내부가 임계온도(Tc) 이하의 극저온 상태로 유지되나, 외부는 대기에 노출되므로 대기로부터 열을 받는다. 또한, 부싱, 조인트 등 초전도 한류기(100)를 연결하는 구성 등은 초전도가 아니다. 따라서, 극저온 열교환기(124)는 대기로부터 받는 열, 초전도 상태가 아닌 구성 등에 의한 열을 흡수하여 저온조(110) 내부가 극저온 상태로 유지될 수 있도록 한다. The cryogenic heat exchanger 124 is indirectly installed in a saturated refrigerant that is directly installed at a low temperature portion of a cryocooler (not shown) or whose saturation pressure is controlled by a cryocooler (not shown) 110 in order to cool the refrigerant. In order to cool the superconducting fault current limiter 100, the low-temperature tank 110 is maintained at a cryogenic temperature below the critical temperature Tc. However, since the outside is exposed to the atmosphere, the low- temperature tank 110 receives heat from the atmosphere. In addition, the configuration for connecting the superconducting fault current limiter 100 such as a bushing or a joint is not superconducting. Therefore, the cryogenic heat exchanger 124 absorbs heat due to heat received from the atmosphere, a structure other than the superconducting state, and the like, so that the interior of the cryogenic vessel 110 can be maintained at a cryogenic temperature.

극저온 열교환기(124)를 통하여 냉각된 액체 질소는 제 1 펌프(126)를 통하여 저온조(110)로 재공급될 수 있다.The liquid nitrogen cooled through the cryogenic heat exchanger 124 may be re-supplied to the low-temperature tank 110 through the first pump 126.

가압부(140)는 저온조(110) 내부의 액체 질소가 과냉각상태를 유지하도록 저온조(110) 내부를 가압시킨다. 이때, 가압부(140)는 기화된 질소를 저온조(110)의 기체 공간에 공급하여 저온조(110) 내부의 압력을 제어할 수가 있다. The pressurizing unit 140 pressurizes the inside of the low temperature chamber 110 so that the liquid nitrogen in the low temperature chamber 110 maintains a supercooled state. At this time, the pressurizing unit 140 can supply the vaporized nitrogen to the gas space of the low-temperature chamber 110 to control the pressure inside the low-temperature chamber 110.

보다 자세히는, 정상 상태에서는 기화된 냉매의 공급을 제어하여 저온조(110) 내부가 과냉각상태가 되도록 하는 압력을 유지하도록 하고, ??치 시에는 가압부(140)로부터 기화된 냉매의 공급을 차단하는 방법으로 저온조(110)의 내부 압력을 감압시키도록 할 수가 있다. 이와 관련한 자세한 내용은 후술하기로 한다. 또한, ??치 이후에 초전도 한류기(100)가 정상 상태의 범위로 냉각되면 가압부(140)를 통해 다시 저온조(110)에 기화된 냉매를 공급하여 저온조(110) 내부를 정상 상태의 압력으로 유지되도록 할 수 있다. More specifically, in the steady state, the supply of the vaporized refrigerant is controlled so as to maintain the pressure at which the inside of the low-temperature chamber 110 becomes the supercooled state, and the supply of the vaporized refrigerant from the pressurizing portion 140 The internal pressure of the low-temperature bath (110) can be reduced. Details related to this will be described later. When the superconducting fault current limiter 100 is cooled down to the steady state after the heating, the refrigerant vaporized in the low temperature bath 110 is supplied again through the pressurizing unit 140 to return the inside of the low temperature bath 110 to a steady state As shown in FIG.

본 실시예에서 정상 상태는, 액체 질소의 온도는 약 71 K이며 저온조(110) 내부의 압력은 약 5기압인 것으로 하나, 설계에 따라 달라질 수 있음은 물론이다.In the steady state, the temperature of the liquid nitrogen is about 71 K, and the pressure inside the low-temperature tank 110 is about 5 atm.

가압부(140)는 가압 챔버(142), 기화부(144), 가압기체 공급라인(146) 및 제 1 밸브(148)를 포함하여 구성될 수가 있다. The pressurization portion 140 may include a pressurization chamber 142, a vaporization portion 144, a pressurized gas supply line 146, and a first valve 148.

가압 챔버(142)의 내부에는 액체의 냉매가 수용되며 수용된 냉매는 기화부(144)로부터 열을 제공받아 기화될 수가 있다. 이때, 가압 챔버(142) 내부의 냉매는 전술한 냉각라인(122)으로부터 분기한 제 1 분기라인(150)으로부터 공급될 수가 있다. The liquid refrigerant is received in the pressurizing chamber 142 and the refrigerant received therein can be vaporized by receiving heat from the vaporizing unit 144. At this time, the refrigerant in the pressurizing chamber 142 can be supplied from the first branch line 150 branched from the cooling line 122 described above.

기화부(144)는 가압 챔버(142)로 공급된 액체 냉매에 열을 가하여 냉매를 기화시킨다. The vaporizing unit 144 applies heat to the liquid refrigerant supplied to the pressurizing chamber 142 to vaporize the refrigerant.

가압기체 공급라인(146)은 가압 챔버(142)와 저온조(110) 사이를 연결하는 배관으로 기화된 냉매를 저온조(110)로 공급할 수 있도록 한다. 가압기체 공급라인(146)도 단열성능이 우수한 단열배관으로 마련되는 것이 바람직하다.The pressurized gas supply line 146 allows the refrigerant vaporized by the piping connecting between the pressurizing chamber 142 and the low temperature chamber 110 to be supplied to the low temperature chamber 110. The pressurized gas supply line 146 is also preferably provided as a heat insulating pipe having excellent heat insulating performance.

제 1 밸브(148)는 가압기체 공급라인(146)에 형성되어 저온조(110)로 공급되는 기화된 냉매의 유량을 제어한다. The first valve 148 is formed in the pressurized gas supply line 146 to control the flow rate of the vaporized refrigerant supplied to the low temperature bath 110.

기화된 냉매의 공급에 의하여 저온조(110)가 정상 상태시 압력, 본 실시예의 경우 약 5기압이 되면 후술할 제어부(130)에 의해 신호를 전달받아 제 1 밸브(148)를 폐쇄시킬 수가 있다. 물론, 내부 압력이 5기압보다 떨어지게 되면 제 1 밸브(148)를 다시 개방하여 5기압이 유지되도록 할 수 있다. 또한, 전술한 바와 같이 ??치 시에는 제어부(130)에 의해 신호를 전달받아 제 1 밸브(148)를 폐쇄시켜 저온조(110) 내부의 압력을 떨어뜨리도록 하는 것이 바람직하다. 즉, 제 1 밸브(148)에 의해 기화된 냉매의 유량을 제어하여 정상 상태에서는 저온조(110) 내부의 압력이 일정 압력을 유지하도록 하고, ??치 시에는 내부의 압력을 떨어뜨리도록 저온조(110) 내부의 압력을 조절할 수 있도록 할 수가 있다. When the low-temperature tank 110 reaches a pressure of about 5 atm in the steady state by the supply of the vaporized refrigerant, the first valve 148 can be closed by receiving a signal from the controller 130, which will be described later . Of course, when the internal pressure drops below 5 atmospheres, the first valve 148 may be opened again to maintain the atmospheric pressure of 5. As described above, it is preferable that the control unit 130 receives the signal and closes the first valve 148 to lower the pressure in the low-temperature bath 110 when the valve is closed. That is, the flow rate of the refrigerant vaporized by the first valve 148 is controlled so that the pressure inside the low-temperature chamber 110 is maintained at a constant pressure in a steady state, and at low temperatures So that the pressure inside the bath 110 can be adjusted.

또한, 저온조(110) 내부의 노즐(115)로부터 분사되는 냉매는 냉각라인(122)으로부터 분기되어 노즐(115)과 연결되는 제 2 분기라인(160)으로부터 공급될 수가 있다. 이때, 극저온 열교환기(124)로부터 냉각된 냉매가 공급될 수 있도록 극저온 열교환기(124)의 후단에서 분기되는 것이 바람직하다. The coolant injected from the nozzle 115 in the low temperature chamber 110 may be supplied from the second branch line 160 branched from the cooling line 122 and connected to the nozzle 115. At this time, it is preferable to branch at the rear end of the cryogenic temperature heat exchanger 124 so that the refrigerant cooled from the cryogenic heat exchanger 124 can be supplied.

제 2 분기라인(160)에는 후술할 제어부(130)의 신호에 의해 노즐(115)로부터 분사되는 냉매의 유량을 제어하는 제 2 밸브(162)가 형성될 수가 있다. 제어부(130)는 정상 상태에서는 제 2 밸브(162)를 폐쇄시키도록 하여 제 2 분기라인(160)을 통해 노즐(115)로 공급되는 냉매의 흐름을 차단하고, ??치 시에는 제 2 밸브(162)를 개방하여 노즐(115)을 통해 저온조(110) 내부로 냉매가 분사될 수 있도록 할 수 있다. The second branch line 160 may be provided with a second valve 162 for controlling the flow rate of the refrigerant sprayed from the nozzle 115 by a signal from the controller 130 to be described later. The controller 130 closes the second valve 162 in the normal state to shut off the flow of the refrigerant supplied to the nozzle 115 through the second branch line 160, So that the refrigerant can be injected into the low temperature chamber 110 through the nozzle 115 by opening the valve 162.

제어부(130)는 전술한 바와 같이 제 1 밸브(148) 및 제 2 밸브(162)를 제어하여 가압부(140)로부터 가압기체 공급라인(146)을 통해 저온조(110)로 공급되는 기체 냉매의 유량 및 제 2 분기라인(160)을 통해 노즐(115)로 분사되는 액체 냉매의 유량을 제어할 수가 있다. 또한, 제어부(130)는 가압부(140)의 기화부(144)를 제어하여 냉매가 기화되는 양을 제어할 수도 있다. 이때, 제어부(130)는 저온조(110) 내부의 압력을 측정하는 압력 측정부로부터 측정된 값을 전송받아, 이에 따라 제 1 밸브(148), 제 2 밸브(162) 및 기화부(144)를 제어하여 저온조(110) 내부의 압력을 조절할 수가 있다. The control unit 130 controls the first valve 148 and the second valve 162 to control the gas refrigerant supplied from the pressurizing unit 140 to the low temperature tank 110 through the pressurized gas supply line 146, And the flow rate of the liquid refrigerant sprayed to the nozzle 115 through the second branch line 160 can be controlled. The control unit 130 may control the vaporization unit 144 of the pressurization unit 140 to control the amount of vaporization of the refrigerant. The control unit 130 receives the measured value from the pressure measuring unit for measuring the pressure inside the low-temperature tank 110. The first valve 148, the second valve 162, and the vaporizing unit 144, So that the pressure inside the low temperature chamber 110 can be controlled.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 초전도 한류기 복귀 시스템의 작동에 대하여 설명한다. Hereinafter, operation of the superconducting fault current limiter return system according to one embodiment of the present invention will be described.

먼저, 도 2를 참조로 정상 상태의 작동을 설명하기로 한다. First, the operation in the normal state will be described with reference to FIG.

저온조(110)로부터 액체 질소가 배출되고, 배출된 액체 질소 중 일부는 냉각라인(122)을 따라 이동하며, 극저온 열교환기(124)를 통하여 냉각되고, 제 1 펌프(126)에 의해 저온조(110)로 재공급될 수 있다. 저온조(110)는 초전도 한류기(100)의 냉각을 위하여 내부가 임계온도(Tc) 이하의 극저온 상태로 유지되나, 외부는 대기에 노출되므로 대기로부터 열을 받는다. 또한, 부싱, 조인트 등 초전도 한류기(100)를 연결하는 구성 등은 초전도가 아니다. 따라서, 대기로부터 받는 열, 초전도 상태가 아닌 구성 등에 의한 열을 흡수하면서 저온조(110) 내부는 극저온 상태로 유지되어야 한다. 따라서, 냉각라인(122)을 따라 저온조(110)로부터 배출된 냉매는 극저온 열교환기(124)에 의해 냉각되어 다시 저온조(110)로 재공급시킴으로써 저온조(110) 내부를 극저온 상태로 유지시킬 수가 있다. 이때, 제 2 밸브(162)는 제어부(130)에 의해 차단되어 노즐(115)로부터 저온조(110)로 냉매는 공급되지 않는다. Liquid nitrogen is discharged from the low temperature tank 110 and a part of the discharged liquid nitrogen moves along the cooling line 122 and is cooled through the cryogenic heat exchanger 124 and is supplied to the low temperature tank 0.0 > 110 < / RTI > In order to cool the superconducting fault current limiter 100, the low-temperature tank 110 is maintained at a cryogenic temperature below the critical temperature Tc. However, since the outside is exposed to the atmosphere, the low- temperature tank 110 receives heat from the atmosphere. In addition, the configuration for connecting the superconducting fault current limiter 100 such as a bushing or a joint is not superconducting. Therefore, the inside of the low-temperature tank 110 should be kept at a cryogenic temperature while absorbing heat due to heat from the atmosphere, a configuration not superconducting, and the like. Accordingly, the refrigerant discharged from the low-temperature tank 110 along the cooling line 122 is cooled by the cryogenic temperature heat exchanger 124 and then supplied again to the low-temperature tank 110, thereby maintaining the inside of the low-temperature tank 110 at a cryogenic temperature You can. At this time, the second valve 162 is shut off by the controller 130, so that no refrigerant is supplied from the nozzle 115 to the low-temperature bath 110.

한편, 냉각라인(122)으로부터 분기된 제 1 분기라인(150)을 통하여 저온조(110)에서 배출된 냉매 중 일부가 가압부(140) 측으로 이동하게 된다. 이때, 압력 측정부는 저온조(110)의 압력을 측정하며, 측정된 압력정보는 제어부(130)로 전송된다. 제어부(130)는 압력정보에 따라 제 1 밸브(148)의 개도 및 기화부(144)를 제어하여 가압부(140)로부터 저온조(110)로 공급되는 기체 질소의 유량을 제어한다. 따라서, 정상 상태에서 요구되는 저온조(110)의 압력을 유지할 수가 있다.On the other hand, a part of the refrigerant discharged from the low-temperature tank (110) through the first branch line (150) branched from the cooling line (122) moves toward the pressing portion (140) side. At this time, the pressure measuring unit measures the pressure of the low temperature chamber 110, and the measured pressure information is transmitted to the controller 130. The control unit 130 controls the opening of the first valve 148 and the vaporization unit 144 to control the flow rate of the gaseous nitrogen supplied from the pressurization unit 140 to the low temperature bath 110 according to the pressure information. Therefore, it is possible to maintain the pressure of the low-temperature bath 110 required in the steady state.

다음, 도 3을 참고로 ??치 시의 작동을 설명하기로 한다. Next, referring to Fig. 3, the operation at the time of operation will be described.

??치 시에도 냉각라인(122)을 통해 저온조(110)의 냉매를 극저온 열교환기(124)를 통해 냉각시켜 저온조(110)로 재공급하는 동작은 정상 상태와 동일하다. The operation of cooling the refrigerant of the low temperature chamber 110 through the cryogenic line heat exchanger 124 and supplying the refrigerant to the low temperature chamber 110 through the cooling line 122 is the same as the normal state.

??치 시에 제어부(130)는 제 1 밸브(148)를 차단시켜 가압부(140)로부터 저온조(110)로 공급되는 기체 질소를 차단시키고, 정상 상태 시 차단된 제 2 밸브(162)를 열어서 노즐(115)로부터 액체 질소를 분사시키는 방법으로 저온조(110) 내부의 압력을 감압시킬 수가 있다.The control unit 130 cuts off the first valve 148 to shut off the gaseous nitrogen supplied from the pressurizing unit 140 to the low temperature tank 110 and controls the second valve 162, The pressure inside the low temperature chamber 110 can be reduced by a method of opening the nozzle 115 and injecting liquid nitrogen from the nozzle 115.

저온조(110) 내부의 기체 공간은 온도분포를 가지는데 상부에서 액체 질소와의 경계면으로 갈수록 온도가 낮아지며 액체 질소와의 경계면에서는 포화상태(saturation)로 존재하게 된다. 예를 들면, 정상 상태에서 기체상부의 온도는 120 K 이상이고 액체 질소와의 경계면은 내부 압력(5기압)에 해당되는 포화온도 94 K의 온도분포를 가질 수가 있다.The gas space inside the low-temperature tank 110 has a temperature distribution, which is lowered in temperature from the upper surface to the interface with liquid nitrogen, and saturates at the interface with liquid nitrogen. For example, in a steady state, the temperature of the upper part of the gas may be 120 K or more and the interface with liquid nitrogen may have a temperature distribution of 94 K, which corresponds to the internal pressure (5 atm).

이때, 가압부(140)로부터 기체 질소의 공급이 중단된 상태에서 노즐(115)을 통해 과냉각된 액체 질소(71 K)를 기체 공간에 분사하게 되면 차가운 액적에 의해서 기체 공간의 기체질소에서 응축이 일어나고 내부압력이 감소하게 된다. At this time, if the liquid nitrogen 71K supercooled through the nozzle 115 is injected into the gas space while the supply of the gaseous nitrogen from the pressurization part 140 is stopped, the gas is condensed in the gaseous nitrogen of the gas space by the cool liquid droplet And the internal pressure is reduced.

이때, 저온조(110) 내부의 액체 질소와의 경계면 온도도 열역학적 평형상태를 유지하면서 감소되는 내부압력과 함께 포화곡선(saturation line)을 따라서 감소하게 된다. 노즐(115)을 통해서 충분한 양의 과냉각 액체 질소(71 K)가 분사된다면 저온조(110) 내부의 압력은 과냉각 액체 질소(71 K)의 포화압력(0.45기압)까지 떨어뜨릴 수 있고, 저온조(110) 액체 질소의 기액경계면의 온도도 과냉각 액체 질소의 온도(71 K)까지 떨어뜨릴 수가 있다. At this time, the interface temperature with the liquid nitrogen in the low-temperature tank 110 also decreases along the saturation line with the internal pressure reduced while maintaining the thermodynamic equilibrium state. If a sufficient amount of supercooled liquid nitrogen 71 K is injected through the nozzle 115, the pressure inside the low temperature chamber 110 can be lowered to the saturation pressure (0.45 atmospheres) of the supercooled liquid nitrogen 71 K, (110) The temperature of the gas-liquid interface of liquid nitrogen can also be lowered to the supercooled liquid nitrogen temperature (71 K).

따라서, 본 발명에서는 ??치 시 저온조(110) 내부의 압력을 과냉각 액체 질소의 포화압력까지 떨어뜨려 비등 열전달을 촉진시켜서 초전도 한류기(100)를 빠른 시간 안에 냉각시킬 수가 있다. Therefore, in the present invention, the pressure inside the low-temperature bath 110 is lowered to the saturation pressure of the supercooled liquid nitrogen to promote boiling heat transfer, so that the superconducting fault current limiter 100 can be cooled quickly.

상기와 같은 방법으로 초전도 한류기(100)가 정상 상태의 온도조건으로 복귀되면 제어부(130)는 제 2 밸브(162)를 제어하여 노즐(115)을 통해 분사되는 냉매를 차단시키고, 제 1 밸브(148)를 제어하여 가압부(140)로부터 기체 냉매를 공급하도록 하여 다시 저온조(110)의 압력을 정상 상태 범위로 높일 수가 있다. When the superconducting fault current limiter 100 returns to the normal temperature condition, the controller 130 controls the second valve 162 to shut off the refrigerant sprayed through the nozzle 115, It is possible to increase the pressure of the low-temperature bath 110 to the steady-state range by controlling the heater 148 to supply the gas refrigerant from the pressure unit 140.

이하, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 초전도 한류기 복귀 시스템에 관하여 설명하기로 한다. Hereinafter, a superconducting fault current limiter return system according to another embodiment of the present invention will be described.

도 4는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 초전도 한류기 복귀 시스템의 개략적인 장치도이고, 도 5는 도 4에서 정상 상태의 동작을 나타내는 도면이고, 도 6은 도 4에서 ??치 시의 동작을 나타내는 도면이다.FIG. 4 is a schematic diagram of a system for returning a superconducting fault current limiter according to another embodiment of the present invention, FIG. 5 is a view showing an operation in a steady state in FIG. 4, and FIG. Fig.

이하의 설명에서는 도 1 내지 도 3을 참조로 전술한 실시예와의 차이점을 중심으로 설명하기로 한다. In the following description, differences from the above-described embodiments will be mainly described with reference to FIGS. 1 to 3. FIG.

본 실시예에서는 도 1의 제 2 분기라인(160) 대신에 순환라인(170), 제 2 펌프(174) 및 제 3 밸브(172)를 포함하는 점에서 상이하다. The present embodiment differs from the first embodiment in that a circulation line 170, a second pump 174 and a third valve 172 are included in place of the second branch line 160 of FIG.

순환라인(170)은 저온조(110)와 노즐(115)을 연결하는 배관으로 저온조(110)로부터 배출된 냉매를 노즐(115)을 통해 재공급하도록 한다. The circulation line 170 allows the refrigerant discharged from the low temperature chamber 110 to be supplied again through the nozzle 115 by a pipe connecting the low temperature chamber 110 and the nozzle 115.

제 2 펌프(174)는 순환라인(170)을 통해 저온조(110)의 냉매가 노즐(115)을 통해 순환하도록 한다. The second pump 174 circulates the refrigerant in the low temperature chamber 110 through the nozzle 115 through the circulation line 170.

제 3 밸브(172)는 제어부(130)의 신호에 따라서 순환라인(170)을 통해 노즐(115)로 분사되는 냉매의 유량을 제어한다. The third valve 172 controls the flow rate of the refrigerant injected into the nozzle 115 through the circulation line 170 according to the signal from the controller 130.

즉, 전술한 실시예에서는 냉매라인(122)으로부터 분기된 제 2 분기라인(160)을 통해 액체 냉매가 노즐(115)로 분사되었으나, 본 실시예에서는 저온조(110)의 냉매를 순환라인(170)을 통해 노즐(115)로 분사시키도록 한 점에서 상이하다. That is, in the above-described embodiment, the liquid refrigerant is injected into the nozzle 115 through the second branch line 160 branched from the refrigerant line 122. However, in this embodiment, the refrigerant in the low- 170 to the nozzles 115 through the nozzles 115.

따라서, 정상 상태에서는 도 5에 도시되어 있는 것과 같이 제어부(130)의 신호에 의해 제 3 밸브(172)를 차단시켜 액체 냉매가 노즐(115)로부터 분사되는 것을 막고, ??치 시에는 도 6에 도시되어 있는 것과 같이 제 3 밸브(172)를 개방하여 액체 냉매가 노즐(115)로부터 분사되도록 하여 전술한 바와 같이 저온조(110) 내부의 압력을 감압시킬 수가 있다. 이때, 감압에 의해 비등 열전달을 촉진시켜서 초전도 한류기(100)를 빠른 시간 안에 냉각시킬 수가 있다. 5, the third valve 172 is closed by the signal from the controller 130 to prevent the liquid refrigerant from being sprayed from the nozzle 115, and in the normal state, The third valve 172 is opened so that the liquid refrigerant is jetted from the nozzle 115 to reduce the pressure inside the low temperature chamber 110 as described above. At this time, boiling heat transfer is promoted by the reduced pressure, so that the superconducting fault current limiter 100 can be cooled quickly.

본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.The scope of the present invention is not limited to the above-described embodiments, but may be embodied in various forms of embodiments within the scope of the appended claims. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the present invention as defined by the appended claims.

100: 초전도 한류기 110: 저온조
115: 노즐 120: 과냉각 유지부
122: 냉각라인 124: 극저온 열교환기
126: 제 1 펌프 130: 제어부
140: 가압부 142: 가압 챔버
144: 기화부 146: 가압기체 공급라인
148: 제 1 밸브 150: 제 1 분기라인
160: 제 2 분기라인 162: 제 2 밸브
170: 순환라인 172: 제 3 밸브
174: 제 2 펌프100: superconducting fault current limiter 110: low temperature tank
115: nozzle 120: supercooling holding part
122: cooling line 124: cryogenic heat exchanger
126: first pump 130:
140: pressing portion 142: pressure chamber
144: vaporizer 146: pressurized gas supply line
148: first valve 150: first branch line
160: second branch line 162: second valve
170: circulation line 172: third valve
174: Second pump

Claims (8)

냉매와 초전도 한류기가 수용되어 상기 초전도 한류기의 초전도 상태를 유지하도록 하며, 내부의 기체 공간에 상기 냉매를 분사시키는 노즐이 형성된 저온조;
상기 저온조로부터 배출된 냉매를 냉각하여 상기 저온조로 순환시켜 재공급하는 과냉각 유지부; 및
상기 냉매의 흐름을 제어하는 제어부를 포함하며,
??치 발생시 상기 제어부는 상기 노즐로부터 과냉각된 상기 냉매를 분사시키도록 하여 상기 기체 공간에 있는 기체 냉매를 응축시켜 상기 저온조 내부의 압력을 감압시켜 비등 열전달에 의한 상기 초전도 한류기의 냉각을 촉진시키는 초전도 한류기 복귀 시스템.A low-temperature tank in which a coolant and a superconducting fault current limiter are accommodated to maintain a superconducting state of the superconducting fault current limiter, and a nozzle for injecting the coolant into an internal gas space is formed;
A supercooling maintenance unit for cooling the refrigerant discharged from the low-temperature tank and circulating the refrigerant to the low-temperature tank and re-supplying the refrigerant; And
And a control unit for controlling the flow of the refrigerant,
Wherein the control unit injects the supercooled refrigerant from the nozzle to condense the gas refrigerant in the gas space to reduce the pressure inside the low temperature tank to promote cooling of the superconducting fault current limiter by boiling heat transfer A superconducting fault current return system. 제 1 항에 있어서,
상기 저온조 내부를 가압시키기 위해 상기 냉매를 기화시켜 공급하는 가압부를 더 포함하고,
상기 ??치 발생시 상기 제어부는 상기 가압부로부터 상기 저온조로 공급되는 냉매를 차단시키는 초전도 한류기 복귀 시스템. The method according to claim 1,
Further comprising a pressurizing portion for vaporizing and supplying the refrigerant to pressurize the inside of the low-
Wherein the control unit blocks the refrigerant supplied from the pressure unit to the low-temperature tank when the temperature of the superconducting fluid is low. 제 2 항에 있어서,
상기 가압부는
상기 냉매를 수용하는 가압 챔버;
상기 가압 챔버에 수용된 냉매를 기화시키는 기화부;
상기 기화된 냉매를 상기 저온조로 공급하는 가압기체 공급라인; 및
상기 가압기체 공급라인에 형성되어 상기 제어부의 신호에 의해 상기 기화된 냉매의 유량을 제어하는 제 1 밸브를 포함하는 초전도 한류기 복귀 시스템.3. The method of claim 2,
The pressing portion
A pressure chamber for containing the refrigerant;
A vaporizer for vaporizing the refrigerant contained in the pressure chamber;
A pressurized gas supply line for supplying the vaporized refrigerant to the low temperature bath; And
And a first valve formed in the pressurized gas supply line for controlling a flow rate of the vaporized refrigerant by a signal of the control unit. 제 1 항에 있어서,
상기 과냉각 유지부는
상기 저온조로부터 배출된 냉매를 냉각시켜 재공급하는 냉각라인을 포함하는 초전도 한류기 복귀 시스템.The method according to claim 1,
The supercooling-
And a cooling line for cooling and re-supplying the refrigerant discharged from the low-temperature tank. 제 4 항에 있어서,
상기 과냉각 유지부는
상기 냉각라인에 형성되어 상기 저온조로부터 배출된 냉매를 냉각시키는 극저온 열교환기; 및
상기 냉매를 순환시키는 제 1 펌프를 더 포함하는 초전도 한류기 복귀 시스템.5. The method of claim 4,
The supercooling-
A cryogenic heat exchanger formed in the cooling line for cooling the refrigerant discharged from the low temperature tank; And
Further comprising a first pump for circulating the refrigerant. 제 4 항에 있어서,
상기 저온조 내부를 가압시키기 위해 상기 냉매를 기화시켜 공급하는 가압부; 및
상기 냉각라인에서 분기되어 상기 가압부와 연결되는 제 1 분기라인을 더 포함하는 초전도 한류기 복귀 시스템.5. The method of claim 4,
A pressurizing unit for vaporizing and supplying the refrigerant to pressurize the inside of the low temperature chamber; And
And a first branch line branched from the cooling line and connected to the pressurizing unit. 제 4 항에 있어서,
상기 냉각라인에서 분기되어 상기 노즐과 연결되는 제 2 분기라인; 및
상기 제 2 분기라인에 형성되어 상기 제어부의 신호에 의해 상기 냉매의 유량을 제어하는 제 2 밸브를 더 포함하고,
상기 ??치 발생시 상기 제어부의 제어 신호로 상기 제 2 밸브를 열어서 상기 노즐을 통해 상기 냉매를 상기 저온조로 공급하는 초전도 한류기 복귀 시스템.5. The method of claim 4,
A second branch line branched from the cooling line and connected to the nozzle; And
And a second valve formed in the second branch line for controlling a flow rate of the refrigerant by a signal of the controller,
And the second valve is opened by a control signal of the control unit when the detected value is generated, and the refrigerant is supplied to the low temperature tank through the nozzle. 제 1 항에 있어서,
상기 저온조로부터 배출된 냉매를 상기 노즐을 통해 재공급하는 순환라인;
상기 냉매를 순환시키는 제 2 펌프; 및
상기 순환라인에 형성되어 상기 제어부의 신호에 의해 상기 냉매의 유량을 제어하는 제 3 밸브를 더 포함하고,
상기 ??치 발생시 상기 제어부의 제어 신호로 상기 제 3 밸브를 열어서 상기 노즐을 통해 상기 냉매를 상기 저온조로 공급하는 초전도 한류기 복귀 시스템. The method according to claim 1,
A circulation line for re-supplying the refrigerant discharged from the low-temperature tank through the nozzle;
A second pump for circulating the refrigerant; And
And a third valve formed in the circulation line for controlling a flow rate of the refrigerant by a signal of the controller,
And the third valve is opened by a control signal of the control unit when the detected value is generated, and the refrigerant is supplied to the low-temperature tank through the nozzle.
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JP2009246232A (en) * 2008-03-31 2009-10-22 Toshiba Corp Cooling device, and superconducting device
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