KR102179619B1 - Very Low Temperature Cooling Device And Connecting Structure of Superconducting Device - Google Patents

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Abstract

본 발명은 극저온 냉각장치의 온도센서 등의 감지센서의 수리 또는 교체하는 경우, 극저온 냉각장치 및 이와 연결된 시스템 전체의 진공상태를 해제하지 않고, 감지센서 등을 교체할 수 있는 극저온 냉각장치 및 초전도 기기용 접속 구조체에 관한 것이다.The present invention is a cryogenic cooling device and a superconducting device capable of replacing the detection sensor, etc., without releasing the vacuum state of the cryogenic cooling device and the entire system connected thereto when repairing or replacing a detection sensor such as a temperature sensor of a cryogenic cooling device It relates to a connection structure.

Description

극저온 냉각장치 및 초전도 기기용 접속 구조체{Very Low Temperature Cooling Device And Connecting Structure of Superconducting Device}Very Low Temperature Cooling Device And Connecting Structure of Superconducting Device}

본 발명은 극저온 냉각장치 및 초전도 기기용 접속 구조체에 관한 것이다.The present invention relates to a cryogenic cooling device and a connection structure for a superconducting device.

극저온 냉각 기술은 초전도체를 사용한 전력 전송기술, 의료 기술, 핵융합 기초기술 및 인공위성 관련기술 등을 포함하여, 다양한 분야에서 폭넓게 활용 및 연구되고 있다.Cryogenic cooling technology has been widely used and researched in various fields, including power transmission technology using superconductors, medical technology, nuclear fusion basic technology, and satellite-related technology.

극저온 냉각 방법으로 많이 사용되는 방법은 냉각 대상이 수용된 냉각용기 외측에 순환하는 액상 질소 등의 냉매를 사용하여 냉각하는 냉각부가 구비되고, 상기 냉각부 외측에 진공 단열을 위한 징공부가 구비되는 방법이 사용될 수 있다.A method commonly used as a cryogenic cooling method includes a cooling unit for cooling by using a refrigerant such as liquid nitrogen circulating outside a cooling container in which the object to be cooled is accommodated, and a method in which a gong hole for vacuum insulation is provided outside the cooling unit. Can be used.

이와 같은 방법에 의하여, 극저온으로 냉각된 냉매에 의하여 냉각대상이 냉각되고, 진공 단열부를 통해 열의 출입을 차단하여 극저온 상태를 안정적으로 유지할 수 있다.In this way, the object to be cooled is cooled by the refrigerant cooled to the cryogenic temperature, and the entry of heat is blocked through the vacuum insulator to stably maintain the cryogenic state.

이러한 극저온 냉각은 냉각 조건이 일정하게 유지되어야 하는 경우가 많다. 예를 들면, 초전도체의 경우 전기저항이 제로에 가까이 수렴하므로, 낮은 전압에서도 전류의 큰 전송능력을 가진다는 특징이 있지만, 극저온 조건이 해제되면, 초전도체의 저항이 급격히 증가하여 정상적인 전력 전송이 불가능하고, 안전사고 등이 발생될 수 있다.Such cryogenic cooling often requires that cooling conditions be kept constant. For example, in the case of a superconductor, since the electrical resistance converges close to zero, it has a characteristic that it has a large current transmission ability even at a low voltage, but when the cryogenic condition is released, the resistance of the superconductor increases rapidly, and normal power transmission is impossible. , Safety accidents, etc. may occur.

따라서, 극저온 냉각장치는 냉각 대상의 극저온 상태가 안정적으로 유지되어야 하며, 더 나아가 냉각 대상의 극저온 상태가 의도된 바와 같이, 안정적으로 유지되는지 여부에 대하여 지속적으로 모니터링 해야 한다.Therefore, the cryogenic cooling device must keep the cryogenic state of the object to be cooled stably, and furthermore, it must continuously monitor whether the cryogenic state of the object to be cooled is stably maintained as intended.

따라서, 극저온 냉각장치는 냉각 대상의 온도를 측정하기 위한 온도센서를 구비할 수 있다.Accordingly, the cryogenic cooling device may include a temperature sensor for measuring the temperature of the object to be cooled.

이러한 온도센서는 냉각 대상의 온도를 직접 측정하는 방법 또는 액상 냉매의 온도를 직접 측정하는 방법이 고려될 수 있으나, 온도 센서를 냉각대상 또는 냉매에 설치하기 곤란한 경우가 많고, 냉각 센서의 전기적 연결을 위한 배선 등을 통한 열침입 및 온도센서의 고장나는 경우 온도센서의 유지 또는 보수를 위하여, 온도센서를 상기 냉각부를 형성하는 냉매용기의 표면에 설치하여 냉매용기의 표면의 온도를 측정하여 냉매의 온도를 추정하고 더 나아가 냉각대상의 온도를 판단할 수 있다. For such a temperature sensor, a method of directly measuring the temperature of a cooling object or a method of directly measuring the temperature of a liquid refrigerant may be considered, but it is often difficult to install a temperature sensor on the cooling object or a refrigerant, and electrical connection of the cooling sensor is required. For the maintenance or repair of the temperature sensor, in case of heat intrusion through wiring, etc., and the temperature of the temperature sensor, a temperature sensor is installed on the surface of the refrigerant container forming the cooling unit and the temperature of the refrigerant container is measured. Can be estimated and further determine the temperature of the cooling object.

이 경우, 상기 온도센서의 고장 또는 수명이 다한 경우에 상기 온도센서의 보수 및 교체를 위해서는 냉각부를 구성하는 냉매용기와 진공 단열부를 구성하는 진공용기 사이의 진공상태가 해제가 불가피하다.In this case, in case the temperature sensor has a failure or the end of its life, the vacuum state between the refrigerant container constituting the cooling unit and the vacuum container constituting the vacuum insulation unit is inevitable for maintenance and replacement of the temperature sensor.

극저온 냉각장치에 구비된 온도센서의 보수 및 교체를 위하여 진공상태를 해제하는 것은 냉각장치의 냉각대상 전체의 진공의 해제를 의미하는 것이며, 온도센서 교체 후의 냉각장치 및 이와 연결된 시스템 전체를 다시 진공화하는 시간과 노력은 냉각장치가 연결된 시스템의 크기 또는 규모에 비례한다.Releasing the vacuum state for maintenance and replacement of the temperature sensor provided in the cryogenic cooling device means releasing the vacuum of the entire cooling object of the cooling device, and vacuuming the cooling device and the entire connected system again after the temperature sensor replacement The time and effort required is proportional to the size or scale of the system to which the cooling system is connected.

본 발명은 극저온 냉각장치의 온도센서 등의 감지센서의 수리 또는 교체하는 경우, 극저온 냉각장치 및 이와 연결된 시스템 전체의 진공상태를 해제하지 않고, 감지센서 등을 교체할 수 있는 극저온 냉각장치를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.The present invention provides a cryogenic cooling device capable of replacing the detection sensor, etc., without releasing the vacuum state of the cryogenic cooling device and the entire system connected thereto, when repairing or replacing a detection sensor such as a temperature sensor of a cryogenic cooling device. Make it the task to be solved.

구체적인 예로서, 본 발명은 초전도 케이블과 연결된 초전도 기기용 접속 구조체에 구비된 감지센서의 유지보수를 위해 상기 접속 구조체의 전체 진공상태를 해제하지 않고 일부 영역만 진공을 해제하여 상기 감지센서의 분리 및 장착을 빠른 시간 내에 간편하게 수행할 수 있는 극저온 냉각장치로서의 초전도 기기의 접속 구조체를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.As a specific example, the present invention separates the detection sensor by releasing the vacuum in only a part of the connection structure without releasing the entire vacuum state of the connection structure for maintenance of the detection sensor provided in the connection structure for a superconducting device connected to the superconducting cable. It is an object to be solved to provide a connection structure for a superconducting device as a cryogenic cooling device that can be easily installed in a short time.

또한, 본 발명은 상기 감지센서의 유지보수를 위해 상기 접속 구조체의 일부 영역에 진공상태를 해제하는 경우에 외부의 공기 및 수분 등이 유입되지 않도록 하는 극저온 냉각장치로서의 초전도 기기의 접속 구조체를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.In addition, the present invention provides a connection structure for a superconducting device as a cryogenic cooling device that prevents external air and moisture from entering when the vacuum state is released to a partial area of the connection structure for maintenance of the detection sensor. Make it the task to be solved.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 냉각대상 외측에 구비되며, 순환하는 액상 냉매를 수용하는 냉매용기를 포함하며, 상기 냉각대상을 냉각하는 냉각부; 상기 냉각부 외측에 구비되며, 상기 냉각부를 진공 단열하기 위하여 진공화된 진공용기를 포함하는 진공 단열부; 상기 냉각부를 구성하는 상기 냉매용기의 표면에 구비되는 감지센서; 상기 진공용기를 관통하여 상기 감지센서가 구비된 상기 냉매용기의 표면까지 연장되며, 상기 진공 단열부와 차폐된 감지센서 포트; 상기 진공용기의 외부에 구비되어, 상기 감지센서 포트 내부로 불활성 가스를 공급하거나, 상기 감지센서 포트 내부로 음압을 제공하는 퍼지 포트;를 포함하는 극저온 냉각장치를 제공할 수 있다.In order to solve the above problems, the present invention is provided outside a cooling object, comprising a refrigerant container for accommodating a circulating liquid refrigerant, and a cooling unit for cooling the cooling object; A vacuum insulator provided outside the cooling part and including a vacuum container vacuumed to vacuum insulate the cooling part; A detection sensor provided on the surface of the refrigerant container constituting the cooling unit; A detection sensor port extending through the vacuum container to a surface of the refrigerant container provided with the detection sensor, and shielding the vacuum insulation part; A cryogenic cooling device including a purge port provided outside the vacuum container and supplying an inert gas into the detection sensor port or providing a negative pressure into the detection sensor port may be provided.

이 경우, 상기 감지센서는 상기 냉매용기에 착탈 가능하게 장착되며, 상기 감지센서 포트는 상기 냉매용기에서 상기 진공용기를 향해 연장되어 그 일단이 상기 진공용기를 관통하여 외부와 연통되도록 구비되는 파이프 부재; 및 상기 파이프 부재의 일단부를 밀폐하는 커버;를 구비할 수 있다.In this case, the detection sensor is detachably mounted to the refrigerant container, and the detection sensor port extends from the refrigerant container toward the vacuum container, and one end thereof passes through the vacuum container to communicate with the outside. ; And a cover for sealing one end of the pipe member.

여기서, 상기 감지센서는 상기 냉매용기의 표면에 장착된 장착부에 착탈 가능하게 체결될 수 있다.Here, the detection sensor may be detachably coupled to a mounting portion mounted on the surface of the refrigerant container.

또한, 상기 파이프 부재의 적어도 일부 구간은 주름관 구조를 가질 수 있다.In addition, at least some sections of the pipe member may have a corrugated pipe structure.

이 경우, 상기 감지센서 포트와 상기 퍼지 포트를 연결하는 연결관이 구비되고, 상기 연결관은 상기 진공용기보다 상기 냉매용기에 근접한 위치에서 상기 감지센서 포트와 연통되도록 연결될 수 있다.In this case, a connection pipe connecting the detection sensor port and the purge port may be provided, and the connection pipe may be connected to communicate with the detection sensor port at a position closer to the refrigerant container than the vacuum container.

또한, 상기 퍼지포트에 상기 연결관을 선택적으로 차단하는 밸브를 구비할 수 있다.In addition, a valve may be provided in the purge port for selectively blocking the connection pipe.

또한, 상기 감지센서 포트 내부의 진공상태를 해제하는 경우에 상기 퍼지 포트를 통하여 상기 감지센서 포트 내부로 불활성 가스를 공급할 수 있다.In addition, when the vacuum state inside the detection sensor port is released, an inert gas may be supplied into the detection sensor port through the purge port.

여기서, 상기 감지센서 포트 내부를 진공상태로 형성하는 경우에 상기 감지센서 포트 내부에 상기 퍼지 포트를 통해 음압을 인가할 수 있다.Here, when the inside of the detection sensor port is formed in a vacuum state, a negative pressure may be applied to the inside of the detection sensor port through the purge port.

이 경우, 상기 진공 단열부는 복수 개로 분할되며, 각각의 진공 단열부 내부에 각각의 감지센서를 구비할 수 있다.In this case, the vacuum insulation portion may be divided into a plurality, and each detection sensor may be provided inside each vacuum insulation portion.

또한, 복수 개로 분할된 상기 진공 단열부 각각에 감지센서 포트 및 상기 감지센서 포트와 연결되는 퍼지 포트가 구비되고 상기 감지센서는 각각의 진공 단열부에 구비된 감지센서 포트 내부의 냉매용기 측에 장착될 수 있다.In addition, a detection sensor port and a purge port connected to the detection sensor port are provided in each of the vacuum insulation parts divided into a plurality, and the detection sensor is mounted on the side of the refrigerant container inside the detection sensor port provided in each vacuum insulation part. Can be.

또한, 상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 하부에 액상 냉매가 수용되는 극저온부, 상기 극저온부 상부에 기상 냉매가 수용되어 기상 냉매의 온도 구배가 존재하는 온도 구배부를 구비하며 상부가 개방된 냉매용기; 상기 냉매용기를 진공 단열시키기 위하여 상기 냉매용기를 감싸는 진공용기; 상기 냉매용기에서 상기 진공용기를 관통하여 구성되며, 상기 냉매용기의 온도 또는 상기 냉매용기에 수용된 냉매의 온도를 감지하기 위한 적어도 1개의 감지센서가 착탈 가능하게 구비되는 감지센서 포트; 상기 진공용기의 외벽에 구비되어, 상기 감지센서 포트 내부로 불활성 가스를 공급하거나, 상기 감지센서 포트 내부로 음압을 제공하는 퍼지 포트; 상기 냉매용기와 구획되며, 절연오일 또는 절연가스가 수용되어 상온부를 구성하는 상온부 관체; 상기 온도 구배부를 상기 상온부와 구획하기 위하여 상기 냉매용기의 개방된 상부를 밀봉하는 밀봉부재; 및 상기 냉매용기의 액상 냉매 내에서 초전도 케이블의 초전도 도체층에 접속되고, 상기 밀봉부재를 관통하여 상기 상온부 관체로 연장되는 도체선;을 포함하는 것을 특징으로 하는 초전도 기기용 접속 구조체를 제공할 수 있다.In addition, in order to solve the above problem, the present invention is provided with a cryogenic portion in which a liquid refrigerant is accommodated at a lower portion, a temperature gradient portion in which a gaseous refrigerant is accommodated in the upper portion of the cryogenic portion and a temperature gradient of the gaseous refrigerant exists, and the upper portion is opened. Vessel; A vacuum container surrounding the refrigerant container to vacuum insulate the refrigerant container; A sensing sensor port configured to pass through the vacuum container in the refrigerant container and having at least one sensing sensor detachably provided for sensing the temperature of the refrigerant container or the temperature of the refrigerant accommodated in the refrigerant container; A purge port provided on an outer wall of the vacuum container to supply an inert gas into the detection sensor port or a negative pressure into the detection sensor port; A room temperature tube body that is partitioned from the refrigerant container and receives insulation oil or insulation gas to constitute a room temperature section; A sealing member for sealing the open upper portion of the refrigerant container to partition the temperature gradient part from the room temperature part; And a conductor wire connected to the superconducting conductor layer of the superconducting cable in the liquid refrigerant of the refrigerant container, passing through the sealing member and extending to the room temperature tube body; providing a connection structure for a superconducting device comprising: I can.

또한, 상기 냉매용기의 적어도 일부에 상기 감지센서가 착탈 가능하게 장착되는 장착부를 구비할 수 있다.In addition, at least a portion of the refrigerant container may be provided with a mounting portion in which the detection sensor is detachably mounted.

여기서, 상기 감지센서 포트는 상기 냉매용기에서 상기 진공용기를 향해 연장되어 그 일단이 상기 진공용기를 관통하여 외부와 연통되도록 구비되는 파이프 부재; 및 상기 파이프 부재의 일단부를 밀폐하는 커버;를 구비할 수 있다.Here, the detection sensor port is a pipe member extending from the refrigerant container toward the vacuum container and having one end thereof passing through the vacuum container to communicate with the outside; And a cover for sealing one end of the pipe member.

그리고, 상기 파이프 부재는 적어도 일부에 상기 냉매용기와 상기 진공용기 사이의 열전도 경로를 늘리는 열전도방지수단을 구비할 수 있다.In addition, at least part of the pipe member may include a heat conduction preventing means for increasing a heat conduction path between the refrigerant container and the vacuum container.

또한, 상기 열전도방지수단은 상기 파이프 부재의 적어도 일부에 구비되는 요철부 또는 주름관으로 이루어질 수 있다.In addition, the heat conduction preventing means may be formed of an uneven portion or a corrugated pipe provided on at least a portion of the pipe member.

그리고, 상기 커버에는 상기 감지센서에서 연장된 케이블이 전기적으로 연결되는 신호용 단자가 장착될 수 있다.In addition, a signal terminal to which a cable extending from the detection sensor is electrically connected may be mounted on the cover.

이 경우, 상기 감지센서 포트와 상기 퍼지 포트를 연결하는 연결관을 더 구비할 수 있다.In this case, a connection pipe connecting the detection sensor port and the purge port may be further provided.

그리고, 상기 연결관은 상기 냉매용기에 인접하여 상기 감지센서 포트와 연결될 수 있다.In addition, the connection pipe may be connected to the detection sensor port adjacent to the refrigerant container.

이 경우, 상기 진공용기 외부의 상기 연결관의 소정 위치에 상기 연결관을 선택적으로 차단하는 밸브를 더 구비할 수 있다.In this case, a valve may be further provided to selectively block the connection pipe at a predetermined position of the connection pipe outside the vacuum container.

여기서, 상기 감지센서 포트 내부의 진공상태를 해제하는 경우에 상기 퍼지 포트 및 상기 연결관을 통하여 상기 감지센서 포트 내부로 불활성 가스를 공급하고, 상기 감지센서 포트 내부를 진공상태로 형성하는 경우에 상기 감지센서 포트 내부에 상기 퍼지 포트를 통해 음압을 제공할 수 있다.Here, when the vacuum state inside the detection sensor port is released, an inert gas is supplied into the detection sensor port through the purge port and the connection pipe, and when the inside of the detection sensor port is formed in a vacuum state, the A negative pressure may be provided through the purge port inside the detection sensor port.

또한, 상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 내부에 냉매가 수용되는 냉매용기와, 상기 냉매용기를 진공 단열시키기 위하여 상기 냉매용기를 감싸는 진공용기와, 상기 냉매용기에서 상기 진공용기를 관통하여 그 일단에 커버가 구비되며 상기 냉매의 온도를 감지하기 위한 감지센서가 착탈 가능하게 구비되는 감지센서 포트와, 상기 진공용기의 외벽에 구비되어 상기 감지센서 포트와 연결되는 퍼지 포트를 구비하는 초전도 기기용 접속 구조체의 감지센서 장착방법에 있어서, 상기 감지센서 포트 내부로 상기 퍼지 포트를 통해 불활성 가스를 공급하는 단계; 상기 커버를 분리하여 상기 감지센서 포트의 내부의 진공상태를 해제하는 단계; 상기 감지센서를 상기 감지센서 포트 내부에서 분리하고, 상기 감지센서 포트 내부에 상기 감지센서를 장착하는 단계 및 상기 퍼지 포트를 통해 상기 감지센서 포트 내부로 음압을 제공하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 초전도 기기용 접속 구조체의 감지센서 장착방법을 제공할 수 있다.In addition, in order to solve the above problem, the present invention provides a refrigerant container in which a refrigerant is accommodated, a vacuum container surrounding the refrigerant container to vacuum insulate the refrigerant container, and the refrigerant container penetrates the vacuum container. For a superconducting device having a detection sensor port provided with a cover at one end and detachably provided with a detection sensor for sensing the temperature of the refrigerant, and a purge port provided on the outer wall of the vacuum container and connected to the detection sensor port A method of mounting a detection sensor of a connection structure, the method comprising: supplying an inert gas into the detection sensor port through the purge port; Separating the cover to release a vacuum state inside the detection sensor port; And separating the detection sensor from the inside of the detection sensor port, mounting the detection sensor inside the detection sensor port, and providing a negative pressure into the detection sensor port through the purge port. It is possible to provide a method of mounting a detection sensor for a connection structure for a superconducting device.

본 발명에 따르면, 극저온 냉각장치 및 그 예로서의 초전도 기기용 접속 구조체에 온도센서 등과 같은 감지센서를 구비하는 경우에 냉각부를 구성하는 냉매용기와 진공 단열부를 구성하는 진공용기 사이의 공간과 구획되며, 나아가 상기 감지센서가 장착되는 공간을 제공하는 별도의 감지센서 포트를 구비하여 상기 감지센서의 분리 및 장착이 빠른 시간 내에 간편하게 수행될 수 있다. 즉, 상기 감지센서를 분리 또는 장착하는 경우에 상기 극저온 냉각장치 및 그 예로서의 초전도 기기용 접속 구조체와 초전도 케이블을 포함하는 전체 시스템의 진공상태를 해제하지 않고, 단순히 상기 감지센서 포트만의 진공상태를 해제하여 상기 감지센서의 분리 및 장착이 간편하고 빠르게 수행될 수 있다.According to the present invention, when a detection sensor such as a temperature sensor is provided in a cryogenic cooling device and a connection structure for a superconducting device as an example, the space between the refrigerant container constituting the cooling unit and the vacuum container constituting the vacuum insulation unit is divided, and further By providing a separate detection sensor port providing a space in which the detection sensor is mounted, separation and installation of the detection sensor can be conveniently performed within a short time. That is, when the detection sensor is removed or mounted, the vacuum state of the cryogenic cooling device and the entire system including the connection structure for a superconducting device and a superconducting cable as an example thereof is not released, but only the vacuum state of the detection sensor port is released. Thus, separation and installation of the detection sensor can be performed easily and quickly.

또한, 본 발명에 따른 극저온 냉각장치 및 그 예로서의 초전도 기기용 접속 구조체는 상기 감지센서 포트와 함께 상기 감지센서 포트로 불활성 가스 및 음압을 선택적으로 제공할 수 있는 퍼지 포트를 구비하여, 상기 감지센서의 유지보수를 위해 상기 감지센서 포트 내부의 진공상태가 해제되기 전에 상기 퍼지 포트를 통해 상기 감지센서 포트 내부로 불활성 가스를 공급하여 상기 감지센서 포트 내부로 외부의 공기 및 수분이 침투하는 것을 방지할 수 있다. 나아가, 상기 감지센서의 장착 이후에 상기 감지센서 포트의 내부를 진공상태로 만드는 경우에 상기 퍼지 포트를 통해 상기 감지센서 포트 내부로 음압을 제공하여 신속하고 간편하게 상기 감지센서 포트 내부를 진공상태로 만들 수 있다.In addition, the cryogenic cooling device according to the present invention and the connection structure for a superconducting device as an example thereof include a purge port capable of selectively providing an inert gas and a negative pressure to the detection sensor port together with the detection sensor port, Before the vacuum state inside the detection sensor port is released for maintenance, an inert gas is supplied into the detection sensor port through the purge port to prevent external air and moisture from penetrating into the detection sensor port. have. Furthermore, when the inside of the detection sensor port is made into a vacuum state after the installation of the detection sensor, negative pressure is provided to the inside of the detection sensor port through the purge port to quickly and easily bring the inside of the detection sensor port into a vacuum state. I can.

또한, 본 발명에 따른 극저온 냉각장치 및 그 예로서의 초전도 기기용 접속 구조체를 구성하는 경우에 상기 감지센서 포트의 파이프 부재에 열전도 경로를 늘리는 주름관과 같은 열전도방지수단을 구비하여 상기 진공 단열부를 구성하는 진공용기 외부의 열이 상기 감지포트 유닛을 통해 상기 냉각부를 구성하는 냉매용기로 전달되는 것을 최대한 방지하여, 상기 초전도 케이블의 초전도 조건을 유지할 수 있다.In addition, in the case of configuring the cryogenic cooling device according to the present invention and the connection structure for a superconducting device as an example thereof, a vacuum constituting the vacuum insulation part is provided with a heat conduction preventing means such as a corrugated pipe extending a heat conduction path in the pipe member of the detection sensor port. The superconducting condition of the superconducting cable can be maintained by preventing heat from outside the container from being transferred to the refrigerant container constituting the cooling unit as much as possible through the sensing port unit.

나아가, 상기 감지센서에서 취득한 온도정보를 유선으로 전송하는 경우에 상기 감지센서 포트를 밀폐하는 커버에 신호용 단자를 장착하고, 상기 신호용 단자에 상기 감지센서의 케이블을 연결하여 상기 온도정보를 외부로 전송할 수 있다. 이 경우, 상기 온도정보의 전송을 위한 별도의 장치 등을 필요로 하지 않으므로, 상기 감지센서 포트의 구성을 단순화하여 그 조립 및 제작에 소요되는 시간 및 비용을 단축시킬 수 있다.Furthermore, when transmitting the temperature information obtained from the detection sensor by wire, a signal terminal is mounted on a cover that seals the detection sensor port, and the temperature information is transmitted to the outside by connecting the cable of the detection sensor to the signal terminal. I can. In this case, since a separate device or the like for transmitting the temperature information is not required, the configuration of the detection sensor port can be simplified to shorten the time and cost required for assembly and manufacturing thereof.

도 1은 본 발명에 따른 극저온 냉각장치의 구성도를 도시한다.
도 2는 본 발명에 따른 극저온 냉각장치의 예로서 초전도 기기용 접속 구조체와 연결되어 극저온 냉각되는 초전도 케이블의 부분 절개 사시도를 도시한다.
도 3은 도 2의 단면도를 도시한다.
도 4는 본 발명에 따른 극저온 냉각장치의 예로서 초전도 기기용 접속 구조체의 단면도를 도시한다.
도 5는 본 발명에 따른 극저온 냉각장치의 예로서 초전도 기기용 접속 구조체의의 사시도를 도시한다.
도 6은 도 5의 단면도를 도시한다.
도 7은 도 6의 'A'영역의 일부 확대 단면도이다.
1 shows a configuration diagram of a cryogenic cooling device according to the present invention.
2 is a partial cut-away perspective view of a superconducting cable connected to a connection structure for a superconducting device and cooled at a cryogenic temperature as an example of a cryogenic cooling device according to the present invention.
3 shows a cross-sectional view of FIG. 2.
4 is a cross-sectional view of a connection structure for a superconducting device as an example of a cryogenic cooling device according to the present invention.
5 is a perspective view of a connection structure for a superconducting device as an example of a cryogenic cooling device according to the present invention.
6 shows a cross-sectional view of FIG. 5.
7 is a partial enlarged cross-sectional view of area'A' of FIG. 6.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명된 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록, 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein and may be embodied in other forms. Rather, the embodiments introduced herein are provided so that the disclosed content may be thorough and complete, and the spirit of the present invention may be sufficiently conveyed to those skilled in the art. The same reference numbers throughout the specification denote the same elements.

도 1은 본 발명에 따른 극저온 냉각장치의 구성도를 도시한다.1 shows a configuration diagram of a cryogenic cooling device according to the present invention.

본 발명에 따른 극저온 냉각장치(1)는 냉각대상(100)이 중심부에 배치되어 상기 냉각대상(100) 외부에 냉매에 의한 냉각이 수행되는 냉각부(200)와 상기 냉각부(200)를 진공 단열하기 위한 진공 단열부(500)를 구비한다.The cryogenic cooling device 1 according to the present invention vacuums the cooling unit 200 and the cooling unit 200 in which the cooling target 100 is disposed in the center so that cooling by a refrigerant is performed outside the cooling target 100. It is provided with a vacuum insulation part 500 for insulating.

상기 냉각대상(100)은 예를 들면, 초전도 케이블에서 초전도체를 포함하여 구성되는 코어부 등일 수 있다. 초전도 케이블과 관련된 구체적인 설명은 도 2 이하를 참조하여 다시 자세하게 설명한다.The cooling object 100 may be, for example, a core part including a superconductor in a superconducting cable. A detailed description of the superconducting cable will be described again in detail with reference to FIG. 2 below.

도 1에 도시된 본 발명에 따른 극저온 냉각장치(1)는 초저온 냉각이 필요한 냉각대상(100)이라면 다양하게 적용이 될 수 있다. The cryogenic cooling device 1 according to the present invention shown in FIG. 1 can be applied in various ways as long as it is a cooling target 100 requiring cryogenic cooling.

본 발명에 따른 극저온 냉각장치(1)은 냉각대상을 극저온으로 냉각하기 위하여 액상 냉매를 수환시켜 냉각대상(100)을 냉각하는 냉각부(200) 및 상기 냉각부 둘레를 진공 단열하도록 상기 냉각부(200)를 감싸는 진공 단열부(500)를 포함하고, 냉각대상(100)의 온도를 감지하기 위한 온도센서 등과 같은 적어도 하나의 감지센서(2820)를 포함하여 구성될 수 있다.The cryogenic cooling device 1 according to the present invention includes a cooling unit 200 for cooling the cooling target 100 by returning a liquid refrigerant to cool the cooling target to cryogenic temperatures, and the cooling unit ( It may be configured to include at least one detection sensor 2820, such as a temperature sensor for detecting the temperature of the cooling object 100, including a vacuum insulation unit 500 surrounding the 200.

상기 냉각부(200)는 극저온 냉각장치 외부에서 냉각된 액상 냉매가 공급되어 냉각대상과 열교환한 후 냉각장치를 빠져나가고 재냉각되어, 냉각장치로 다시 공급되는 냉매 유로가 구비될 수 있다.The cooling unit 200 may include a refrigerant flow path that is supplied with a liquid refrigerant cooled from the outside of the cryogenic cooling device to heat exchange with a cooling object, exits the cooling device, is recooled, and is supplied back to the cooling device.

구체적으로, 본 발명에 따른 극저온 냉각장치는 냉각대상 외측에 구비되며, 순환하는 액상 냉매를 수용하는 냉매용기(300)를 포함하며, 상기 냉각대상을 냉각하는 냉각부(200), 상기 냉각부(200) 외측에 구비되며, 상기 냉각부(200)를 진공 단열하기 위하여 진공화된 진공용기(600)를 포함하는 진공 단열부(500), 상기 냉각부(200)를 구성하는 상기 냉매용기(300)의 표면에 구비되는 감지센서(2820), 상기 진공용기(600)를 관통하여 상기 감지센서(2820)가 구비된 상기 냉매용기(300)의 표면까지 연장되며, 상기 진공 단열부(500)와 차폐된 감지센서 포트(2800), 상기 진공용기(600)의 외부에 구비되어, 상기 감지센서 포트(2800) 내부로 불활성 가스를 공급하거나, 상기 감지센서 포트(2800) 내부로 음압을 제공하는 퍼지 포트(2900)를 포함할 수 있다.Specifically, the cryogenic cooling device according to the present invention includes a refrigerant container 300 that is provided outside a cooling object and accommodates a circulating liquid refrigerant, a cooling unit 200 for cooling the cooling object, and the cooling unit ( 200) a vacuum insulator 500 provided on the outside and including a vacuum container 600 vacuumed to vacuum insulate the cooling part 200, the refrigerant container 300 constituting the cooling part 200 ), the detection sensor 2820 provided on the surface of the vacuum container 600 and extending to the surface of the refrigerant container 300 provided with the detection sensor 2820, and the vacuum insulation part 500 Shielded detection sensor port 2800, a purge provided outside the vacuum container 600 to supply an inert gas into the detection sensor port 2800 or provide a negative pressure inside the detection sensor port 2800 A port 2900 may be included.

본 발명에 따른 극저온 냉각장치의 감지센서(2820)로는 냉각대상(100)의 온도를 간접적으로 측정하기 위한 온도센서일 수 있다.The detection sensor 2820 of the cryogenic cooling device according to the present invention may be a temperature sensor for indirectly measuring the temperature of the cooling object 100.

상기 감지센서(2820)를 냉각대상에 직접 장착하려면, 감지센서(2820)에서 감지된 정보를 외부의 장치의 제어부 측으로 인출하기 위해서는 냉매가 흐르는 냉각부를 관통해야 하고, 기밀성을 저해하므로, 냉각부를 구성하는 냉매용기(300) 측에 장착하는 방법이 사용될 수 있다.In order to directly mount the detection sensor 2820 on the cooling target, the cooling part through which the refrigerant flows must pass through the cooling part through which the refrigerant flows in order to extract the information detected by the detection sensor 2820 to the control part of the external device, and thus constitute a cooling part. A method of mounting on the side of the refrigerant container 300 may be used.

상기 냉매용기(300)는 금속재질로 구성되므로 상기 냉매용기 측에 장착된 감지센서(2820)의 온도를 통해 냉매의 온도, 더 나아가 냉각대상의 온도를 판단할 수 있다.Since the refrigerant container 300 is made of a metal material, the temperature of the refrigerant and furthermore, the temperature of the cooling target may be determined through the temperature of the detection sensor 2820 mounted on the side of the refrigerant container.

또한, 본 발명에 따른 극저온 냉각장치는 감지센서(2820)를 유지 보수 하는 경우, 극저온 냉각장치를 구성하는 진공 단열부(500) 전체의 진공을 파괴하지 않도록 하기 위하여 감지센서(2829)를 설치하기 위한 감지센서 포트(2800)를 구비한다.In addition, in the case of maintenance of the detection sensor 2820, the cryogenic cooling device according to the present invention installs a detection sensor 2829 so as not to destroy the entire vacuum of the vacuum insulation part 500 constituting the cryogenic cooling device. It has a sensor port 2800 for.

상기 감지센서 포트(2800)는 감지센서가 장착되는 영역을 극소부위로 구획하여 별도로 설정된 진공영역으로 감지센서가 교체 또는 수리되어야 하는 경우, 감지센서(2820) 포트(2800)의 진공만을 해제하여 감지센서(2820)의 유지 보수를 가능하게 하므로, 전체 진공 단열부(500)에 영향을 미치지 않을 수 있다.The detection sensor port 2800 divides the area where the detection sensor is mounted into a very small area and detects by releasing only the vacuum of the detection sensor 2820 port 2800 when the detection sensor needs to be replaced or repaired as a separately set vacuum area. Since maintenance of the sensor 2820 is possible, the entire vacuum insulation part 500 may not be affected.

또한, 본 발명에 따른 극저온 냉각장치를 구성하는 진공 단열부(500)는 하나의 냉각장치에 복수 개가 구비될 수도 있다.In addition, a plurality of vacuum insulation parts 500 constituting the cryogenic cooling device according to the present invention may be provided in one cooling device.

즉, 도 1(a)에 도시된 실시예는 극저온 냉각장치에 하나의 진공 단열부(500)가 구비된 예를 도시하며, 도 1(b)에 도시된 실시에는 하나의 극저온 냉각장치를 구성하는 진공 단열부(500)가 제1 진공 단열부(300a), 제2 진공 단열부(300b) 및 제3 진공 단열부(300c)로 구성된 예를 도시한다.That is, the embodiment shown in FIG. 1(a) shows an example in which one vacuum insulation part 500 is provided in a cryogenic cooling device, and in the implementation shown in FIG. 1(b), one cryogenic cooling device is configured. An example in which the vacuum insulator 500 is composed of a first vacuum insulator 300a, a second vacuum insulator 300b, and a third vacuum insulator 300c is shown.

하나의 극저온 냉각장치 내부의 극저온 상태의 냉각부를 진공 단열하기 위한 진공 단열부(500)를 복수 개로 분할하면, 극저온 냉각장치를 구성하는 진공용기 등이 파손되는 등의 문제가 발생되는 경우 또는 전술한 감지센서 포트가 파손되는 등의 문제가 발생된 경우에도 특정 진공 단열부의 진공만 해제되어 전체 시스템의 진공이 함께 파괴되는 것을 방지할 수 있고, 시스템을 보수하는 시간을 크게 단축시킬 수 있다.When the vacuum insulator 500 for vacuum insulating the cooling unit in a cryogenic state inside one cryogenic cooling device is divided into a plurality of pieces, a problem such as damage to the vacuum container constituting the cryogenic cooling device occurs or the above-described Even when a problem such as damage to the detection sensor port occurs, only the vacuum of a specific vacuum insulation part is released, preventing the vacuum of the entire system from being destroyed together, and the time to repair the system can be greatly shortened.

또한, 본 발명에 따른 극저온 냉각장치(1)는 감지센서 포트 역시 일반적인 작동상태에서는 진공 상태로 유지되어야 한다. 그러나, 감지센서를 교체하는 상황에서는 감지센서 포트의 진공 상태는 해제되어야 한다.Further, in the cryogenic cooling device 1 according to the present invention, the detection sensor port must also be maintained in a vacuum state in a general operating state. However, in the situation where the detection sensor is replaced, the vacuum state of the detection sensor port must be released.

이 경우, 상기 냉매용기는 극저온 상태이며 냉매용기에 장착된 감지센서는 감지센서 포트의 진공이 해제됨과 동시에 심한 성에가 발생될 수 있고, 이러한 성에에 의하여 온도센서의 분리 또는 교체를 어렵게 하므로, 감지센서 포트의 진공을 해제함과 동시에 외부의 습한 공기 유입을 차단하여 성에 발생을 억제하는 방법이 필요하다. 따라서, 상기 퍼지 포트(2900)는 상기 진공용기(2400)의 외벽에 구비되어, 상기 감지센서 포트(2800)를 진공 해제하는 경우 감지센서 포트 내부로 불활성 가스를 공급하거나, 상기 감지센서 포트(2800)를 진공화시켜야 하는 상황에서 감지센서 포트(2800) 내부로 음압을 제공할 수 있다.In this case, the refrigerant container is in a cryogenic state, and the detection sensor mounted on the refrigerant container may cause severe frost at the same time as the vacuum of the detection sensor port is released, and this frost makes it difficult to separate or replace the temperature sensor. There is a need for a method of releasing the vacuum of the sensor port and preventing the occurrence of frost by blocking the inflow of external humid air. Therefore, the purge port 2900 is provided on the outer wall of the vacuum container 2400, and when the detection sensor port 2800 is vacuum released, an inert gas is supplied into the detection sensor port, or the detection sensor port 2800 In a situation where) needs to be evacuated, negative pressure may be provided into the detection sensor port 2800.

이러한 목적을 쉽게 달성하기 위하여, 상기 감지센서 포트(2800)와 상기 퍼지 포트(2900)를 연결하는 연결관(2910)이 구비되고, 상기 연결관(2910)은 상기 진공용기(600)보다 상기 냉매용기(300)에 근접한 위치에서 상기 감지센서 포트(2800)와 연통되도록 연결되는 것이 바람직하다.In order to easily achieve this purpose, a connection pipe 2910 connecting the detection sensor port 2800 and the purge port 2900 is provided, and the connection pipe 2910 is more than the vacuum container 600. It is preferable that it is connected to communicate with the detection sensor port 2800 at a position close to the container 300.

즉, 상기 감지센서 포트(2800)의 진공 해제시 퍼지포트를 통해 분사되는 불활성 가스 등이 가장 효과적으로 상기 감지센서 측으로 공급되도록 하기 위함이다.That is, when the vacuum of the detection sensor port 2800 is released, inert gas or the like injected through the purge port is most effectively supplied to the detection sensor.

그리고, 도 1(b)에 도시된 바와 같이, 상기 진공 단열부(500)가 복수 개가 구획되어 구비되는 경우, 각각의 진공 단열부(300a, 300b, 300c) 내측에 감지센서(2800a, 2800b, 2800c)가 구비되고 각각의 감지센서의 유지보수를 위하여 감지센서 포트 및 퍼지 포트를 구비할 수 있다.And, as shown in Figure 1 (b), when a plurality of the vacuum insulator 500 is partitioned and provided, the detection sensors 2800a, 2800b, inside each vacuum insulator 300a, 300b, 300c, 2800c) is provided and may be provided with a detection sensor port and a purge port for maintenance of each detection sensor.

도 1(b)에 도시된 실시예에서, 상기 제1 진공 단열부(300a), 제2 진공 단열부(300b) 및 제3 진공 단열부(300c)에 각각 제1 감지센서 포트(2800a), 제2 감지센서 포트(2800b) 및 제3 감지센서 포트(2800c)가 구비되고, 각각의 감지센서 포트에와 연결관에 의하여 연결되는 제1 퍼지 포트(2900a), 제2 퍼지 포트(2900b) 및 제3 퍼지 포트(2900c)가 구비될 수 있다.In the embodiment shown in FIG. 1(b), a first detection sensor port 2800a, respectively, in the first vacuum insulation part 300a, the second vacuum insulation part 300b, and the third vacuum insulation part 300c, A second detection sensor port (2800b) and a third detection sensor port (2800c) are provided, the first purge port (2900a), the second purge port (2900b) and connected to each of the detection sensor port by a connector, and A third purge port 2900c may be provided.

도 1(a) 및 도 1(b)에 도시된 극저온 냉각장치를 구성하는 감지센서(2820)는 상기 냉매용기(300)에 착탈 가능하게 장착되며, 상기 감지센서 포트(2800)는 상기 냉매용기(300)에서 상기 진공용기(600)를 향해 연장되어 그 일단이 상기 진공용기(600)를 관통하여 외부와 연통되도록 구비되는 파이프 부재(2830) 및 상기 파이프 부재(2830)의 일단부를 밀폐하는 커버(2840)를 포함하여 구성될 수 있다.A detection sensor 2820 constituting the cryogenic cooling device shown in Figs. 1(a) and 1(b) is detachably mounted to the refrigerant container 300, and the detection sensor port 2800 is the refrigerant container A pipe member 2830 extending toward the vacuum container 600 at 300 and having one end thereof in communication with the outside through the vacuum container 600, and a cover sealing one end of the pipe member 2830 It may be configured to include (2840).

그리고, 상기 감지센서(2820)에서 감지된 정보는 도 1(a)에 도시된 바와 같이, 상기 감지센서(2820)에 연결된 케이블(2824)가 상기 감지센서 포트(2800)를 경유하여 외부로 인출되도록 구성하여 상기 케이블(2824)를 통해 감지 정보를 수신할 수 있다.In addition, the information detected by the detection sensor 2820 is drawn to the outside via the detection sensor port 2800, the cable 2824 connected to the detection sensor 2820, as shown in Figure 1 (a). It is configured to be configured to receive detection information through the cable 2824.

또한, 도 1(b)에 도시된 바와 같이, 상기 커버(2840)에 상기 감지센서(2820)에서 연장된 케이블(2824)이 전기적으로 연결되는 신호용 단자(2842)가 장착될 수 있다. 즉, 커버(2840)를 관통하여 신호용 단자(2842)가 장착되고 상기 신호용 단자(2842)의 일단에 상기 감지센서(2820)에서 연장된 케이블(2824)이 전기적으로 연결되고, 상기 신호용 단자(2842)에 감지 정보를 위한 별도의 커넥터 등을 장착할 수 있도록 구성할 수 있다. 따라서, 도 1(a)와 같이, 케이블이 직접 노출되지 않도록 구성할 수 있고, 다른 주변 기기와의 연결성이 향상될 수 있다.In addition, as shown in FIG. 1(b), a signal terminal 2842 to which a cable 2824 extending from the detection sensor 2820 is electrically connected may be mounted on the cover 2840. That is, a signal terminal 2842 is mounted through the cover 2840, and a cable 2824 extending from the detection sensor 2820 is electrically connected to one end of the signal terminal 2842, and the signal terminal 2842 ) Can be configured to mount a separate connector for detection information. Accordingly, as shown in FIG. 1 (a), the cable may be configured so that it is not directly exposed, and connectivity with other peripheral devices may be improved.

그리고, 상기 감지센서(2820)는 도 1(a)에 도시된 바와 같이 냉매용기에 직접 부착 또는 장착될 수도 있으나, 도 1(b)에 도시된 바와 같이, 상기 냉매용기(300)의 표면에 장착된 장착부(2810)에 착탈 가능하게 체결될 수 있다.In addition, the detection sensor 2820 may be directly attached or mounted on the refrigerant container as shown in FIG. 1(a), but as shown in FIG. 1(b), the surface of the refrigerant container 300 It may be detachably fastened to the mounted mounting portion 2810.

상기 감지센서(2820)에 볼트(2822) 등과 같은 체결부재에 의한 체결을 위한 체결홀이 구비된 경우 금속 재질의 장착부(2810)에 장착되도록 구성하여, 감지센서(2820)를 견고하게 고정할 수 있다.When the detection sensor 2820 is provided with a fastening hole for fastening by a fastening member such as a bolt 2822, it is configured to be mounted on the mounting part 2810 made of metal, so that the detection sensor 2820 can be firmly fixed. have.

그리고, 상기 파이프부재(2830)의 일부 영역은 주름관(2834) 구조로 구성될 수 있다. 상기 주름관(2834)는 열전도의 열이동경로를 증가시켜 열전도를 최소화할 수 있다.In addition, some regions of the pipe member 2830 may be configured in a corrugated pipe 2834. The corrugated pipe 2834 may minimize heat conduction by increasing a heat transfer path of heat conduction.

상기 퍼지포트에 상기 연결관(2910)을 선택적으로 차단하는 밸브(2912)를 구비하여, 불활성 가스의 공급 또는 진공압 인가를 선택적으로 제어할 수도 있다.A valve 2912 for selectively blocking the connection pipe 2910 may be provided in the purge port to selectively control supply of inert gas or application of vacuum pressure.

상기 퍼지포트(2900)를 통해, 상기 감지센서 포트(2800) 내부의 진공상태를 해제하는 경우에 상기 퍼지 포트(2900)를 통하여 상기 감지센서 포트(2800) 내부로 불활성 가스를 공급하거나, 상기 감지센서 포트(2800) 내부를 진공상태로 형성하는 경우에 상기 감지센서 포트(2800) 내부에 상기 퍼지 포트(2900)를 통해 음압을 인가할 수도 있다.When the vacuum state inside the detection sensor port 2800 is released through the purge port 2900, an inert gas is supplied into the detection sensor port 2800 through the purge port 2900, or the detection When forming the inside of the sensor port 2800 in a vacuum state, a negative pressure may be applied to the inside of the detection sensor port 2800 through the purge port 2900.

도 2는 본 발명에 따른 극저온 냉각장치의 예로서 초전도 기기용 접속 구조체와 연결되어 극저온 냉각되는 초전도 케이블의 부분 절개 사시도를 도시하며, 도 3은 도 2의 단면도를 도시한다.FIG. 2 is a partially cut-away perspective view of a superconducting cable connected to a connection structure for a superconducting device and cooled at a cryogenic temperature as an example of a cryogenic cooling device according to the present invention, and FIG. 3 is a cross-sectional view of FIG. 2.

상기 초전도 케이블(1000)은 그 내부에서 외부를 향해 포머(110), 상기 포머(110) 외부를 감싸도록 상기 포머(110)의 길이방향으로 나란히 배치되는 복수 개의 초전도체를 포함하는 적어도 2층 이상의 초전도 도체층(130), 상기 초전도 도체층(130)을 감싸는 절연층(140), 상기 절연층(140) 외부를 감싸도록 상기 포머(110)의 길이방향으로 나란히 배치되는 복수 개의 초전도체를 포함하여 구성되는 적어도 2층 이상의 초전도 차폐층(180)을 포함하는 코어부(100)와, 상기 코어부(100)를 냉각하기 위하여, 상기 코어부(100) 외측에 구비되며, 상기 코어부(100)를 냉각하기 위한 액상 냉매의 냉매유로를 구비하는 냉각부(200), 상기 냉각부(200) 외측에 구비되는 내부 금속관(300), 상기 내부 금속관(300) 외측에 구비되며, 단열재(401)가 여러 층으로 감겨진 단열층을 형성하는 단열부(400), 상기 냉각부(200)를 진공 단열시키기 위하여, 상기 단열부(400) 외부의 이격된 위치에 복수 개의 스페이서(560)를 구비하는 진공 단열부(500), 상기 진공 단열부(500) 외측에 구비되는 외부 금속관(600) 및, 상기 외부 금속관(600) 외측에 구비되어 시스층을 형성하는 시스부(700)를 포함한다.The superconducting cable 1000 includes at least two or more layers of superconductors including a former 110 from the inside to the outside, and a plurality of superconductors arranged in parallel in the longitudinal direction of the former 110 so as to surround the outside of the former 110 Consisting of a conductor layer 130, an insulating layer 140 surrounding the superconducting conductor layer 130, and a plurality of superconductors arranged side by side in the longitudinal direction of the former 110 so as to surround the outside of the insulating layer 140 The core portion 100 including at least two or more superconducting shielding layers 180 and, to cool the core portion 100, are provided outside the core portion 100, and the core portion 100 A cooling unit 200 having a refrigerant flow path for a liquid refrigerant for cooling, an inner metal tube 300 provided outside the cooling unit 200, and provided outside the inner metal tube 300, and an insulating material 401 Insulation part 400 forming a heat-insulating layer wound into a layer, vacuum insulator provided with a plurality of spacers 560 at spaced positions outside the heat-insulating part 400 to vacuum insulate the cooling part 200 500, an external metal pipe 600 provided outside the vacuum insulation part 500, and a sheath part 700 provided outside the external metal pipe 600 to form a sheath layer.

순차적으로 초전도 케이블을 구성하는 각각의 구성요소를 검토하면 다음과 같다. 상기 포머(110)는 납작하고 납작하고 긴 초전도체를 포머(110) 둘레에 장착하는 장소를 제공함과 동시에 형상을 형성하기 위한 틀로서 역할하고, 사고 전류가 흐르는 경로가 될 수 있다. 상기 포머(110)는 단면 원형의 복수의 구리(Cu) 소선(111)들을 원형으로 압축한 형태를 가질 수 있다.Each of the components constituting the superconducting cable is sequentially examined as follows. The former 110 provides a place to mount a flat, flat and long superconductor around the former 110 and serves as a frame for forming a shape, and may be a path through which an accident current flows. The former 110 may have a shape obtained by compressing a plurality of copper (Cu) wires 111 having a circular cross section.

상기 포머(110)를 구성하는 여러 가닥의 단면 원형의 구리(Cu) 소선(111)들을 원형으로 압축한 연선의 형태를 이루기 때문에 그의 표면이 올록볼록할 수밖에 없다. 따라서, 포머(110)의 올록볼록한 표면을 평활하게 하기 위하여 포머(110)의 외부에 평활층(120)이 피복될 수 있다. 상기 평활층(120)은 반도전성 카본지 또는 황동 테이프 등의 재질이 사용될 수 있다.Since several strands of circular copper (Cu) wires 111 constituting the former 110 are compressed into a circular shape, their surface is bound to be convex. Accordingly, in order to smooth the convex surface of the former 110, the smoothing layer 120 may be coated on the outside of the former 110. The smoothing layer 120 may be formed of semiconductive carbon paper or brass tape.

상기 평활층(120)에 의하여 평탄화된 상기 포머(110) 외측에 복수 개의 초전도체로 둘러싸여 층이 형성되는 제1 초전도 도체층(130a)이 구비될 수 있다. 제1 초전도 도체층(130a)은 복수 개의 초전도체가 나란히 인접하여 상기 평활층(120) 둘레를 감싸도록 설치될 수 있다. 또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 초전도 케이블을 통해 송전 또는 배전하려는 전류의 용량에 따라 초전도 도체층(130)은 복층으로 구성할 수도 있다.A first superconductor layer 130a in which a layer is formed by being surrounded by a plurality of superconductors may be provided outside the former 110 flattened by the smoothing layer 120. The first superconductor layer 130a may be installed so that a plurality of superconductors are adjacent to each other and surround the smoothing layer 120. In addition, as shown in FIG. 2, the superconducting conductor layer 130 may be configured as a multilayer according to the capacity of the current to be transmitted or distributed through the superconducting cable.

도 2에 도시된 실시예는 총 2층의 초전도 도체층(130a, 130b)이 구비됨이 도시된다. 또한, 초전도 도체층을 단순히 적층하여 배치하면 전류의 표피효과에 따라 전류 용량이 증가되지 않는다. 이러한, 문제점을 방지하기 위하여 초전도 도체층을 복층으로 구비하는 경우에는 초전도 도체층(130a, 130b) 사이에 절연층(140)이 구비될 수 있다. 상기 절연층(140)은 절연 테이프 형태로 구성될 수 있으며, 적층되는 초전도 도체층(130a, 130b) 사이에 배치되어 초전도 도체층(130a, 130b)을 상호 절연시켜 적층된 초전도체의 표피효과를 방지할 수 있다. In the embodiment illustrated in FIG. 2, it is shown that a total of two superconducting conductor layers 130a and 130b are provided. In addition, if the superconducting conductor layers are simply stacked and arranged, the current capacity does not increase according to the skin effect of the current. In order to prevent such problems, when a superconducting conductor layer is provided as a multilayer, an insulating layer 140 may be provided between the superconducting conductor layers 130a and 130b. The insulating layer 140 may be configured in the form of an insulating tape, and is disposed between the superconducting conductor layers 130a and 130b to be stacked to insulate the superconducting conductor layers 130a and 130b from each other to prevent the skin effect of the stacked superconductor. can do.

도 2에 도시된 실시예에서, 상기 초전도 도체층(130)은 제1 초전도 도체층(130a)과 제2 초전도 도체층(130b) 2층으로 구성된 예가 도시되었으나, 필요에 따라 더 많은 층의 초전도 도체층이 구비될 수도 있다.In the embodiment shown in FIG. 2, an example in which the superconducting conductor layer 130 is composed of two layers of the first superconducting conductor layer 130a and the second superconducting conductor layer 130b is shown. A conductor layer may be provided.

그리고, 각각의 초전도 도체층(130a, 130b)을 구성하는 초전도체는 포머(110)를 구성하는 각각의 소선들과 병렬 연결될 수 있다. 초전도체로 흐르던 전류가 초전도 조건의 파괴 등의 사고 시에 포머(110)의 소선으로 흐르도록 하기 위함이다. 이와 같은 방법으로 초전도 조건이 만족되지 않는 경우, 초전도체의 저항이 커지고 그에 따른 초전도체의 발열 또는 손상 등을 방지하기 위함이다.In addition, the superconductors constituting each of the superconducting conductor layers 130a and 130b may be connected in parallel with respective wires constituting the former 110. This is to allow the current flowing through the superconductor to flow through the wire of the former 110 in the event of an accident such as destruction of a superconducting condition. When the superconducting condition is not satisfied in this way, the resistance of the superconductor increases, and the result is to prevent heat generation or damage to the superconductor.

상기 제1 초전도 도체층(130a) 외측에 구비되는 제2 초전도 도체층(130b)의 외부에 내부 반도전층(150)이 구비될 수 있다. 상기 내부 반도전층(150)은 초전도 도체층(130)의 영역별 전계 집중을 완화하고 표면 전계를 고르게 하기 위하여 구비될 수 있다. 상기 내부 반도전층(150)은 반도전 테이프가 권선되는 방식으로 구비될 수 있다.An inner semiconducting layer 150 may be provided outside the second superconducting conductor layer 130b provided outside the first superconducting conductor layer 130a. The inner semiconducting layer 150 may be provided to reduce the concentration of an electric field for each area of the superconducting conductor layer 130 and to even out the surface electric field. The inner semiconducting layer 150 may be provided in a manner in which a semiconducting tape is wound.

상기 내부 반도전층(150) 외측에는 절연층(160)이 구비될 수 있다. 상기 절연층(160)은 초전도 케이블의 절연 내력을 증가시키기 위하여 구비될 수 있다. 일반적으로 고전압 케이블의 절연을 위해서는 XLPE(Cross Linking-Polyethylene) 또는 오일 방식(oil filled cable)이 사용되지만, 초전도 케이블은 초전도체의 초전도성을 위하여 극저온으로 냉각되고, 극저온에서는 XLPE가 파손되어 절연 파괴되는 문제점이 있고, 오일 방식(oil filled cable)은 환경 문제 등이 발생될 수 있으므로, 본 발명에 따른 초전도 케이블은 절연층(160)으로서 일반 종이 재질의 절연지를 사용할 수 있으며, 상기 절연층(160)은 절연지를 복수 회 권선하는 방식으로 구성될 수 있다.An insulating layer 160 may be provided outside the inner semiconducting layer 150. The insulating layer 160 may be provided to increase the dielectric strength of the superconducting cable. In general, XLPE (Cross Linking-Polyethylene) or oil filled cable is used for insulation of high-voltage cables, but superconducting cables are cooled at cryogenic temperatures for superconductivity of superconductors, and the XLPE is damaged at cryogenic temperatures, resulting in insulation breakdown. In addition, since the oil filled cable may cause environmental problems, etc., the superconducting cable according to the present invention may use an insulating paper made of a general paper material as the insulating layer 160, and the insulating layer 160 It may be configured in a manner of winding the insulating paper multiple times.

상기 절연층(160) 외부에는 외부 반도전층(170)이 구비될 수 있다. 상기 외부 반도천층 역시 초전도 도체층(130)의 영역별 전계 집중을 완화하고 표면 전계를 고르게 하기 위하여 구비될 수 있으며, 상기 외부 반도전층(170) 역시 반도전 테이프가 권선되는 방식으로 구비될 수 있다.An outer semiconducting layer 170 may be provided outside the insulating layer 160. The outer semiconducting layer may also be provided to alleviate the concentration of electric field in each area of the superconducting conductor layer 130 and to even out the surface electric field, and the outer semiconducting layer 170 may also be provided in a manner in which a semiconducting tape is wound. .

그리고, 상기 외부 반도전층(170) 외측에는 초전도 차폐층(180)이 구비될 수 있다. 상기 초전도 차폐층(180)을 형성하는 방법은 상기 초전도 도체층(130)을 형성하는 방법과 마찬가지일 수 있다. 상기 외부 반도전층(170)의 표면이 고르지 못한 경우에는 필요에 따라 평활층(미도시)이 구비될 수 있으며, 상기 평활층 외부에 초전도 차폐층(180)을 형성하기 위한 초전도체를 각각 원주방향으로 나란히 배치할 수 있다.In addition, a superconducting shielding layer 180 may be provided outside the outer semiconducting layer 170. The method of forming the superconducting shielding layer 180 may be the same as the method of forming the superconducting conductor layer 130. When the surface of the outer semiconducting layer 170 is uneven, a smoothing layer (not shown) may be provided as needed, and a superconductor for forming the superconducting shielding layer 180 outside the smoothing layer is respectively disposed in a circumferential direction. Can be placed side by side.

상기 초전도 차폐층(180) 외측에는 코어부(100)의 외장 역할을 하는 코어 외장층(190)이 구비될 수 있다. 상기 코어 외장층(190)은 각종 테이프 또는 바인더 등을 포함할 수 있으며, 후술하는 냉각층에 코어부(100)가 노출될 수 있도록 외장 역할을 수행할 수 있다.A core exterior layer 190 serving as an exterior of the core unit 100 may be provided outside the superconducting shielding layer 180. The core exterior layer 190 may include various tapes or binders, and may serve as an exterior so that the core portion 100 may be exposed to a cooling layer to be described later.

이와 같은 방법으로 초전도 케이블의 코어부(100)가 구성될 수 있으며, 도 2 및 도 3에서 상기 평활층 및 상기 반도전층은 동일 재질의 단일 층으로 구성되는 것으로 도시되었으나, 필요에 따라 다양한 부속층들이 추가될 수 있다.In this way, the core part 100 of the superconducting cable may be configured, and in FIGS. 2 and 3 it is shown that the smoothing layer and the semiconducting layer are formed of a single layer of the same material. Can be added.

상기 코어부(100) 외측에는 냉각부(200)가 구비될 수 있다. 상기 냉각부(200)는 상기 코어부(100)의 초전도체를 냉각하기 위하여 구비될 수 있으며, 상기 냉각부(200)는 그 내측에 액상 냉매의 순환유로가 구비될 수 있다. 상기 액상 냉매로는 액상 질소가 사용될 수 있으며, 상기 액상 냉매(액상 질소)는 영하 -200도 정도의 온도를 갖도록 냉각된 상태로 상기 냉객 유로를 순환하며 냉각부 내부의 코어부에 구비되는 초전도체의 초전도 조건인 극저온이 유지되도록 할 수 있다.A cooling part 200 may be provided outside the core part 100. The cooling unit 200 may be provided to cool the superconductor of the core unit 100, and the cooling unit 200 may have a circulation passage for a liquid refrigerant therein. Liquid nitrogen may be used as the liquid refrigerant, and the liquid refrigerant (liquid nitrogen) circulates through the coolant flow path in a cooled state to have a temperature of -200 degrees below zero. The superconducting condition of cryogenic temperature can be maintained.

상기 냉각부(200)에 구비되는 냉각유로는 일방향으로 액상 냉매가 흐르도록 할 수 있으며, 초전도 케이블의 접속함 등에서 회수되어 재냉각되어 다시 상기 냉각부(200)의 냉각유로로 공급될 수 있다.The cooling flow path provided in the cooling unit 200 may allow a liquid refrigerant to flow in one direction, and may be recovered from a junction box of a superconducting cable, recooled, and supplied to the cooling flow path of the cooling unit 200 again.

상기 냉각부(200) 외측에는 내부 금속관(300)이 구비될 수 있다. 상기 내부 금속관(300)은 후술하는 외부 금속관(600)과 함께 초전도 케이블의 포설 및 운전 중에 코어부(100)의 기계적인 손상을 방지하기 위한 초전도 케입블의 외장 역할을 수행한다. 초전도 케이블은 제작 및 운반이 용이하도록 드럼에 감기게 되며 설치 시에는 드럼에 감겨진 케이블을 전개하여 설치하므로 초전도 케이블에는 굽힘 응력 또는 인장 응력이 지속적으로 인가될 수 있다. An inner metal tube 300 may be provided outside the cooling unit 200. The inner metal tube 300, together with the outer metal tube 600 to be described later, serves as an exterior of the superconducting cable to prevent mechanical damage to the core part 100 during installation and operation of the superconducting cable. The superconducting cable is wound around a drum for easy manufacture and transport, and since the cable wound around the drum is deployed and installed at the time of installation, bending stress or tensile stress may be continuously applied to the superconducting cable.

이러한 기계적 응력이 인가되는 상황에서도 초기 성능을 유지하도록 하기 위하여 내부 금속관(300)을 구비할 수 있다. 따라서, 상기 내부 금속관(300)은 기계적 응력에 대한 강성 보강을 위하여 초전도 케이블의 길이 방향으로 융기 및 함몰이 반복되는 굴곡 구조(corrugated)를 가지며, 상기 내부 금속관(300)은 알루미늄 등의 재질로 구성될 수 있다.In order to maintain initial performance even in a situation where such mechanical stress is applied, an internal metal tube 300 may be provided. Therefore, the inner metal tube 300 has a corrugated structure in which ridges and depressions are repeated in the longitudinal direction of the superconducting cable to reinforce stiffness against mechanical stress, and the inner metal tube 300 is made of a material such as aluminum. Can be.

상기 내부 금속관(300)은 상기 냉각부(200) 외측에 구비되므로, 액상 냉매의 온도에 대응되는 극저온일 수 있다. 따라서, 상기 내부 금속관(300)은 저온부 금속관으로 구분될 수 있다.Since the inner metal tube 300 is provided outside the cooling unit 200, it may be a cryogenic temperature corresponding to the temperature of the liquid refrigerant. Accordingly, the inner metal tube 300 may be classified as a low temperature metal tube.

또한, 상기 내부 금속관(300) 외주면에는 반사율이 높은 금속 필름에 열전도율이 낮은 고분자가 얇게 코팅된 단열재가 여러 층으로 감겨진 단열층을 포함하는 단열부(400)가 구비될 수 있다. 상기 단열층은 멀티 레이어 인슐레이션(MLI, Multi Layer Insulation)을 구성하고, 주로 복사에 의한 열전달을 최소화할 수 있다.In addition, the inner metal tube 300 may be provided with a heat insulating part 400 including a heat insulating layer wound in several layers of a thin film coated with a polymer having low thermal conductivity on an outer circumferential surface of the inner metal tube 300. The heat insulating layer constitutes a multi-layer insulation (MLI), and heat transfer mainly due to radiation can be minimized.

따라서, 반사율이 높은 금속 필름 재질로 인하여 복사에 의한 열교환 또는 열침입을 방지하는 효과도 얻을 수 있다.Accordingly, the effect of preventing heat exchange or heat intrusion due to radiation may be obtained due to the metal film material having a high reflectance.

상기 단열부(400) 외측에는 진공 단열부(500)가 구비될 수 있다. 상기 진공 단열부(500)는 상기 단열부(400)에 의한 단열이 충분하지 못한 경우 발생될 수 있는 상기 단열층 방향으로의 대류 등에 의한 열전달을 최소화하기 위하여 구비될 있다.A vacuum heat insulating part 500 may be provided outside the heat insulating part 400. The vacuum insulation part 500 may be provided to minimize heat transfer due to convection or the like in the direction of the insulation layer that may occur when insulation by the insulation part 400 is insufficient.

상기 진공 단열부(500)는 상기 단열부(400) 외측에 이격 공간을 형성하고, 상기 이격 공간을 진공화시키는 방법으로 형성할 수 있다.The vacuum insulating part 500 may be formed by forming a spaced space outside the heat insulating part 400 and vacuumizing the spaced space.

상기 진공 단열부(500)는 상온인 외부로부터 상기 코어부 측으로 대류 등에 의한 열침입을 방지하기 위하여 구비되는 이격 공간으로서, 물리적 이격 공간을 형성하기 위하여 적어도 하나의 스페이서(560)를 구비할 수 있다. 상기 진공 단열부(500) 내의 이격 공간 그 외측에 구비되는 외부 금속관(600) 등과 상기 진공 단열부(500) 내측의 상기 단열부(400)가 접촉되는 것을 초전도 케이블의 전 영역에서 방지하기 위하여 상기 이격 공간 내에 적어도 2개의 스페이서(560)를 구비할 수 있다. 상기 스페이서(560)는 초전도 케이블의 길이방향을 따라 배치될 수 있으며, 상기 코어부(100) 외측, 구체적으로는 상기 단열부(400)를 나선형으로 감싸도록 권선할 수 있다.The vacuum insulation part 500 is a spaced space provided to prevent heat intrusion from the outside at room temperature toward the core part due to convection, and may include at least one spacer 560 to form a physical spaced space. . In order to prevent contact of the heat insulation part 400 inside the vacuum insulation part 500 with the external metal tube 600 provided outside the spaced space in the vacuum insulation part 500 in the entire area of the superconducting cable, the At least two spacers 560 may be provided in the spaced space. The spacer 560 may be disposed along the longitudinal direction of the superconducting cable, and may be wound around the core part 100, specifically, the heat insulating part 400 in a spiral shape.

도 2에 도시된 바와 같이, 상기 스페이서(560)는 복수 개가 구비될 수 있으며, 상기 스페이서(560)의 개수는 초전도 케이블의 종류 또는 크기에 따라 증감될 수 있다. 본 발명에 따른 초전도 케이블은 3개 내지 5개의 스페이서가 구비될 수 있다.As shown in FIG. 2, a plurality of spacers 560 may be provided, and the number of spacers 560 may be increased or decreased according to the type or size of a superconducting cable. The superconducting cable according to the present invention may be provided with 3 to 5 spacers.

상기 스페이서(560)가 구비된 상기 진공 단열부(500) 외측에는 외부 금속관(600)이 구비될 수 있다. 상기 외부 금속관(600)은 상기 내부 금속관(300)과 동일한 형태와 재질로 구성될 수 있으며, 상기 외부 금속관(600)은 상기 내부 금속관(300)보다 더 큰 직경으로 구성되어 스페이서(560)를 통한 이격 공간의 형성을 가능하게 할 수 있다.An external metal tube 600 may be provided outside the vacuum insulation part 500 provided with the spacer 560. The outer metal tube 600 may be formed of the same shape and material as the inner metal tube 300, and the outer metal tube 600 has a larger diameter than the inner metal tube 300, The formation of a space can be made possible.

그리고, 상기 외부 금속관(600) 외측에는 초전도 케이블 내부를 보호하기 위한 외장 기능을 수행하는 시스부(700)가 구비될 수 있다. 상기 시스부는 통상적인 전력용 케이블의 시스부(700)를 구성하는 시스재가 사용될 수 있다.In addition, a sheath part 700 that performs an exterior function for protecting the inside of the superconducting cable may be provided outside the outer metal tube 600. The sheath part may be a sheath material constituting the sheath part 700 of a conventional power cable.

도 4는 본 발명에 따른 극저온 냉각장치의 예로서 초전도 기기용 접속 구조체의 단면도를 도시한다.4 is a cross-sectional view of a connection structure for a superconducting device as an example of a cryogenic cooling device according to the present invention.

초전도 기기용 접속 구조체는 초전도 케이블과 상온 케이블을 연결하는 종단 구조체일 수도 있고, 초전도 케이블과 초전도 케이블을 연결하는 중간 접속 구조체일 수 있으며, 종단 구조체 및 중간 접속 구조체 모두 냉각부와 진공 단열부를 구비하여 냉각대상인 초전도 케이블의 코어를 냉각하는 극저온 냉각장치로서 작용한다.The connection structure for a superconducting device may be a termination structure connecting the superconducting cable and the room temperature cable, or an intermediate connection structure connecting the superconducting cable and the superconducting cable, and both the termination structure and the intermediate connection structure are provided with a cooling unit and a vacuum insulation unit. It acts as a cryogenic cooling device that cools the core of the superconducting cable to be cooled.

도 4 내지 도 6에 도시된 초전도 기기용 접속 구조체는 초전도 케이블과 상온 케이블을 연결하는 종단 구조체를 예로 도시하였으나 극저온 냉각을 위한 냉각장치로서의 하나의 예로 설명한 것이다.The connection structure for a superconducting device illustrated in FIGS. 4 to 6 is an example of a termination structure connecting a superconducting cable and a room temperature cable, but is described as an example as a cooling device for cryogenic cooling.

본 발명에 따른 초전도 기기용 접속 구조체(2000)는 초전도 케이블에 접속되고, 외측에 부싱이 구비된 도체선(2210)의 하부가 침지된 액상 냉매(l)가 수용되는 극저온부(C), 상기 극저온부(C)와 연통되어 기상 냉매(g)가 온도 구배를 갖도록 수용되고, 상기 도체선이 상방으로 연장되어 배치되며 온도 구배부(B) 및, 상기 온도 구배부(B)와 구획되며, 상기 극저온부(C) 및 상기 온도 구배부(B)의 도체선이 연장되어 인출되는 상온부(A)를 포함할 수 있다.The connection structure 2000 for a superconducting device according to the present invention is connected to a superconducting cable, and a cryogenic part (C) in which a liquid refrigerant (l) immersed in a lower portion of the conductor wire 2210 provided with a bushing on the outside is accommodated, the In communication with the cryogenic part (C), the gaseous refrigerant (g) is accommodated so as to have a temperature gradient, and the conductor wire is extended upwardly and disposed, and is partitioned from the temperature gradient (B) and the temperature gradient (B), The cryogenic part C and the temperature gradient part B may include a room temperature part A that extends and is drawn out.

초전도 기기용 접속 구조체(2000)는 초전도 기기를 구성하는 초전도체 케이블에 접속되는 도체선이 극저온의 액상 냉매에 침지되는 극저온부(C)와, 상기 극저온부(C)에 수용된 액상 냉매의 액면(ls)으로부터 높이가 상승함에 따라 일정한 온도 구배를 갖도록 수용된 기상 냉매 내부에 상기 도체선이 배치된 온도 구배부(B) 및 상기 온도 구배부(B)와 구획되며, 상온 환경에서 절연오일 또는 절연가스가 수용되고 상기 도체선이 연장되어 인출되는 상온부(A)로 구획될 수 있다.The connection structure 2000 for a superconducting device includes a cryogenic part (C) in which a conductor wire connected to a superconductor cable constituting a superconducting device is immersed in a cryogenic liquid refrigerant, and a liquid level (ls) of a liquid refrigerant accommodated in the cryogenic part (C). ) As the height rises, the temperature gradient portion (B) and the temperature gradient portion (B) in which the conductor wire is disposed in the gaseous refrigerant accommodated to have a constant temperature gradient, and the insulating oil or insulating gas is separated in a room temperature environment. It may be accommodated and divided into a room temperature portion (A) from which the conductor wire is extended and drawn out.

극저온의 액상 냉매가 수용되는 극저온부(C)와 기상 냉매가 수용되는 온도 구배부(B)는 상호 연통된 구조를 가지므로, 상기 극저온부(C)에 수용된 액상 냉매의 액면(ls)은 액상 냉매의 온도 및 내부의 압력에 따라 승강이 가능하다.Since the cryogenic portion (C) containing the cryogenic liquid refrigerant and the temperature gradient portion (B) containing the gaseous refrigerant have a structure in communication with each other, the liquid level (ls) of the liquid refrigerant accommodated in the cryogenic portion (C) is liquid. It can be raised or lowered according to the temperature of the refrigerant and the internal pressure.

상기 극저온부(C)와 상기 온도 구배부(B)는 액상 냉매가 수용되는 냉매용기(2300)를 액면(ls)의 위치에 따라 구분되는 영역으로 이해될 수 있다.The cryogenic part (C) and the temperature gradient part (B) may be understood as regions that divide the refrigerant container 2300 in which the liquid refrigerant is accommodated according to the position of the liquid level ls.

상기 도체선(2210)은 상기 초전도 케이블의 코어부(100)의 초전도 도체층(130) 측에 접속된다. 여기서, 상기 도체선(2210)이 상기 초전도 도체층(130) 측에 접속된다는 의미는 상기 도체선(2210)이 초전도 도체층(130)과 연결부, 조인트 또는 기타 접속부 등의 접속수단을 통해 직접 접속되는 경우와 아래 설명된 연결도체 등을 채용하여 간접적으로 접속되는 경우 모두를 포함하는 의미로 해석되는 것이 바람직하다.The conductor wire 2210 is connected to the superconducting conductor layer 130 side of the core portion 100 of the superconducting cable. Here, the meaning that the conductor wire 2210 is connected to the superconducting conductor layer 130 side means that the conductor wire 2210 is directly connected to the superconducting conductor layer 130 through connection means such as a connection part, a joint or other connection part. It is preferable to be interpreted as including both the case of being connected and the case of indirect connection by employing the connection conductor described below.

상기 극저온부(C)는 초전도 케이블의 코어부를 구성하는 초전도 도체층(130)의 단부와, 상기 단부가 접속되는 연결도체(2120)가 접속부(2110)에서 연결되며, 상기 접속부(2110)에서 접속된 연결도체(2120)는 도체선(2210)과의 조인트(2130) 등을 통해 전기적 연결이 될 수 있다. 도 4에 도시되지 않았으나, 상기 접속부(2110) 근방에 열수축에 의하여 발생될 수 있는 응력을 해소하기 위한 절연 지지물이 구비될 수도 있다.The cryogenic part (C) has an end of the superconducting conductor layer 130 constituting the core part of the superconducting cable, and the connection conductor 2120 to which the end is connected is connected at the connection part 2110, and is connected at the connection part 2110. The connected conductor 2120 may be electrically connected through a joint 2130 or the like with the conductor wire 2210. Although not shown in FIG. 4, an insulating support for relieving stress that may be generated by heat contraction may be provided near the connection part 2110.

상기 조인트(2130)는 상기 연결도체(2120)의 온도에 따른 수평방향 수축 또는 인장에도 불구하고, 상기 도체선(2210) 등과 안정적으로 연결될 수 있는 구조를 제공할 수 있다. 예를 들면, 상기 조인트(2130)는 유연한 재질의 편조선 연결부재 등을 포함할 수 있다.The joint 2130 may provide a structure capable of being stably connected to the conductor wire 2210 and the like despite contraction or tension in the horizontal direction according to the temperature of the connecting conductor 2120. For example, the joint 2130 may include a braided wire connecting member made of a flexible material.

상기 조인트(2130)에 연결된 상기 도체선(2210)은 냉매용기(2300)의 상단 방향으로 연장된다. 상기 도체선(2210)은 구리(Cu) 또는 알루미늄(Al) 재질로 구성될 수 있으며, 외측에는 부싱(2220)이 구비될 수 있다. 물론, 상기 도체선(2210)은 부싱(2220)이 생략된 나도체 형태로 제공될 수 있다. 구리(Cu) 또는 알루미늄(Al) 등은 초전도 케이블이 사용되는 냉매 온도, 예를 들어 냉매로서 액체 질소를 사용할 경우, 액체 질소의 온도 근방에 있어서도 전기적 저항이 작은 금속 등의 도전성 재료의 예이다.The conductor wire 2210 connected to the joint 2130 extends toward the upper end of the refrigerant container 2300. The conductor wire 2210 may be made of copper (Cu) or aluminum (Al), and a bushing 2220 may be provided outside. Of course, the conductor wire 2210 may be provided in the form of a bare conductor in which the bushing 2220 is omitted. Copper (Cu) or aluminum (Al) is an example of a conductive material such as a metal having a small electrical resistance even in the vicinity of the temperature of the liquid nitrogen when liquid nitrogen is used as the coolant temperature at which a superconducting cable is used.

상기 부싱(2220)은 스테인레스관 및 그 외측에 에틸렌프로필렌 고무 또는 강화 섬유 플라스틱(FRP)등의 절연물질로 피복된 형태일 수 있다. 또한, 상기 부싱은 외주의 길이방향 상단부 및 하단부(2222)에 경사면에 수직한 방향으로 박(箔)전극(2221)이 구비될 수 있으며, 박전극(2221)이 구비된 부분은 테이퍼 형상을 가질 수 있다. 상기 부싱(2220)에 구비된 상기 박전극(2221)은 전계 완화 수단으로 채용될 수 있다.The bushing 2220 may be in a form covered with an insulating material such as ethylene propylene rubber or reinforced fiber plastic (FRP) on the outside of the stainless steel pipe. In addition, the bushing may be provided with a thin electrode 2221 in a direction perpendicular to an inclined surface at the upper and lower ends 2222 in the longitudinal direction of the outer circumference, and the portion provided with the thin electrode 2221 has a tapered shape. I can. The thin electrode 2221 provided in the bushing 2220 may be employed as an electric field relaxation means.

상기 극저온부(C)에 구비되는 액상 냉매(l) 및 상기 온도 구배부(B)의 기상 냉매(g)는 냉매를 수용하는 냉매용기(2300)에 저장될 수 있다. 냉매용기는 강도가 우수한 스테인리스 등의 금속으로 구성할 수 있다.The liquid refrigerant 1 provided in the cryogenic part C and the gaseous refrigerant g of the temperature gradient part B may be stored in a refrigerant container 2300 containing a refrigerant. The refrigerant container can be made of a metal such as stainless steel having excellent strength.

상기 냉매용기(2300)는 하부에 액상 냉매가 수용되는 극저온부(C), 상기 극저온부(C) 상부에 기상 냉매(g)가 수용되어 기상 냉매(g)의 온도 구배가 존재하는 온도 구배부(B)를 구비하는 것으로 이해될 수 있다. 상기 냉매용기(2300)는 하부에 액상 냉매(l)가 수용되고, 그 상부에 기상 냉매(g)가 수용되며, 상기 도체선(2210)의 하부가 침지되는 구조를 가질 수 있다. 또한, 상기 냉매용기(2300) 하부에 수용된 액상 냉매(l)의 액면(ls)은 내부의 온도 또는 압력에 따라 승강될 수 있다. 상기 기상 냉매(g)는 액상 냉매가 액상 질소인 경우, 기상 질소일 수 있다.The refrigerant container 2300 includes a cryogenic portion C in which a liquid refrigerant is accommodated at a lower portion, and a temperature gradient portion in which a gaseous refrigerant g is accommodated in an upper portion of the cryogenic portion C to have a temperature gradient of the gaseous refrigerant g It can be understood as having (B). The refrigerant container 2300 may have a structure in which a liquid refrigerant 1 is accommodated in a lower portion, a gaseous refrigerant g is accommodated in an upper portion thereof, and a lower portion of the conductor wire 2210 is immersed. In addition, the liquid level ls of the liquid refrigerant 1 accommodated under the refrigerant container 2300 may be raised or lowered according to an internal temperature or pressure. The gaseous refrigerant g may be gaseous nitrogen when the liquid refrigerant is liquid nitrogen.

상기 냉매용기(2300)는 전술한 초전도 케이블(1000)의 냉각부(200)와 연결되어, 상기 냉매용기(2300) 내의 액상 냉매가 상기 냉각부(200)로 순환할 수 있다.The refrigerant container 2300 is connected to the cooling part 200 of the superconducting cable 1000 described above, so that the liquid refrigerant in the refrigerant container 2300 may circulate to the cooling part 200.

본 발명에 따른 초전도 기기용 접속 구조체(2000)는 상기 온도 구배부(B)를 상기 상온부(A)와 구획된 상태로 밀봉하기 위한 밀봉부재(2600)를 구비할 수 있다.The connection structure 2000 for a superconducting device according to the present invention may include a sealing member 2600 for sealing the temperature gradient part B in a state partitioned from the room temperature part A.

상기 냉매용기(2300)의 상단은 개방된 구조를 가질 수 있으며, 상기 냉매용기(2300)를 밀폐하는 상기 밀봉부재(2600)는 내후성, 내부식성이 풍부한 플라스틱으로서의 에폭시(epoxy) 등의 재질일 수 있다.The upper end of the refrigerant container 2300 may have an open structure, and the sealing member 2600 sealing the refrigerant container 2300 may be made of a material such as epoxy as a plastic having rich weather resistance and corrosion resistance. have.

상기 밀봉부재(2600)를 경계로 상기 온도 구배부(B) 상부에 상온부(A)가 구비될 수 있다.A room temperature portion (A) may be provided above the temperature gradient portion (B) around the sealing member 2600.

상기 상온부(A)는 내측에 상기 도체선(2210)이 연장되어 배치될 수 있으며, 상기 도체선(2210)을 감싸며 내부에 절연오일 또는 절연가스(공기 또는 SF6 가스 등)가 수용되는 상온부 관체(2700)를 구비할 수 있다. 상기 상온부 관체(2700)는 자기관 형태를 가질 수 있다.The room temperature part A may be disposed with the conductor wire 2210 extending inside, and the room temperature part enclosing the conductor wire 2210 and receiving insulating oil or insulating gas (air or SF6 gas, etc.) A tube body 2700 may be provided. The room temperature tube body 2700 may have a magnetic tube shape.

상기 상온부(A)를 경유한 도체선(2210)은 온도 변화에 따른 충격을 최소화하며 외부로 인출될 수 있다.The conductor wire 2210 passing through the room temperature portion A can be drawn out while minimizing an impact due to temperature change.

그리고, 상기 냉매용기(2300)를 진공 단열시키기 위하여 감싸는 진공용기(2400)를 구비할 수 있다. 상기 진공용기(2400)는 상기 초전도 케이블의 진공 단열부(500)와 연통되도록 구성될 수 있으며, 상기 냉매용기를 감싸도록 구성될 수 있다. 도 4에서, 상기 진공용기는 상기 냉매용기(2300)의 상부까지 연장되어 상기 냉매의 진공 단열을 가능하게 할 수 있다.In addition, a vacuum container 2400 surrounding the refrigerant container 2300 may be provided to vacuum insulate the refrigerant container 2300. The vacuum container 2400 may be configured to communicate with the vacuum insulating part 500 of the superconducting cable, and may be configured to surround the refrigerant container. In FIG. 4, the vacuum container may extend to an upper portion of the refrigerant container 2300 to enable vacuum insulation of the refrigerant.

한편 상기 초전도 기기용 접속 구조체(2000)는 상기 극저온부 및 상기 온도 구배부의 온도를 상기 극저온부 또는 상기 온도 구배부에 구비되는 감지센서를 더 포함할 수 있다. 상기 감지센서는 온도 센서(T)일 수 있다.Meanwhile, the connection structure 2000 for a superconducting device may further include a detection sensor provided in the cryogenic part or the temperature gradient part for the temperature of the cryogenic part and the temperature gradient part. The detection sensor may be a temperature sensor (T).

상기 온도 센서(T)는 상기 냉매용기(2300)의 외벽에 구비되어 상기 냉매용기 또는 상기 냉매용기에 수용된 냉매의 온도를 측정하기 위하여 구비될 수 있다. 상기 온도 센서(T)는 상기 냉매용기(2300)의 외벽에 부착되어 상기 냉매용기(2300)의 표면 온도를 측정할 수도 있고, 상기 냉매용기(2300) 내측에 수용된 액상 냉매 또는 기상 냉매의 온도를 직접 측정할 수도 있다. 도 4에 도시된 실시예는 상기 온도 센서(T)가 상기 냉매용기(2300)의 외벽에 구비되어 상기 냉매용기(2300)의 표면 온도를 측정하는 경우를 도시한다.The temperature sensor T may be provided on an outer wall of the refrigerant container 2300 and may be provided to measure the temperature of the refrigerant container or the refrigerant accommodated in the refrigerant container. The temperature sensor (T) may be attached to the outer wall of the refrigerant container 2300 to measure the surface temperature of the refrigerant container 2300, or the temperature of the liquid refrigerant or gaseous refrigerant accommodated inside the refrigerant container 2300. You can also measure it yourself. The embodiment shown in FIG. 4 shows a case in which the temperature sensor T is provided on the outer wall of the refrigerant container 2300 to measure the surface temperature of the refrigerant container 2300.

상기 온도센서(T)에 고장이 발생하거나, 또는 상기 온도센서의 수명이 다하게 되면 상기 온도센서의 보수 및 교체를 위해서 상기 냉매용기와 상기 진공용기 사이의 진공상태를 해제하는 것이 필수적이다. 그런데, 전술한 바와 같이, 상기 접속 구조체의 진공용기와 상기 초전도 케이블의 진공 단열부는 서로 연통하여 하나의 진공 시스템을 형성하게 된다. 따라서, 상기 온도센서의 보수 또는 교체를 위하여 상기 진공상태를 해제하는 것은 상기 종단 구조체와 상기 초전도 케이블을 포함하는 전체 시스템의 진공상태를 해제하는 것을 의미한다. 결국, 상기 온도센서의 유지보수를 위해서는 상기 종단 구조체와 상기 초전도 케이블을 포함하는 전체 시스템의 진공상태를 해제해야 하므로 그 시간 및 비용이 많이 소요된다. 특히 상기 온도센서의 유지보수 후에 상기 온도센서를 다시 장착하여 상기 종단 구조체와 상기 초전도 케이블을 포함하는 전체 시스템을 다시 진공상태로 만들기 위해서는 현저히 많은 시간이 소요되어 그 작업성이 매우 떨어지게 된다.When a failure occurs in the temperature sensor T, or the life of the temperature sensor is over, it is essential to release the vacuum state between the refrigerant container and the vacuum container for maintenance and replacement of the temperature sensor. However, as described above, the vacuum container of the connection structure and the vacuum insulation portion of the superconducting cable communicate with each other to form one vacuum system. Therefore, releasing the vacuum state for maintenance or replacement of the temperature sensor means releasing the vacuum state of the entire system including the termination structure and the superconducting cable. As a result, the maintenance of the temperature sensor requires a lot of time and cost because it is necessary to release the vacuum state of the entire system including the termination structure and the superconducting cable. Particularly, after maintenance of the temperature sensor, it takes a significant amount of time to re-mount the temperature sensor to bring the entire system including the termination structure and the superconducting cable into a vacuum state, resulting in very poor workability.

따라서, 이하에서는 상기 온도센서의 유지보수를 위하여 상기 온도센서를 분리하는 경우에 상기 종단 구조체와 상기 초전도 케이블을 포함하는 전체 시스템의 진공상태를 해제할 필요없이 보다 빠른 시간 안에 간편하게 작업을 완료할 수 있는 종단 구조체에 대해서 살펴보기로 한다.Therefore, hereinafter, when the temperature sensor is separated for maintenance of the temperature sensor, the work can be conveniently completed in a shorter time without the need to release the vacuum state of the entire system including the termination structure and the superconducting cable. Let's take a look at the termination structure.

도 5는 본 발명에 따른 극저온 냉각장치의 예로서 초전도 기기용 접속 구조체의의 사시도를 도시하며, 도 6은 도 5의 단면도를 도시한다. 5 is a perspective view of a connection structure for a superconducting device as an example of a cryogenic cooling device according to the present invention, and FIG. 6 is a cross-sectional view of FIG. 5.

전술한 도 4의 실시예와 비교하여 본 실시예에 따른 종단 구조체(2000)는 감지센서(2820, 도 7 참조)이 착탈 가능하게 구비되며 상기 냉매용기(2300)에서 상기 진공용기(2400)를 관통하여 구성되는 감지센서 포트(2800)와, 상기 감지센서 포트(2800)로 불활성 가스를 공급하거나, 상기 감지센서 포트(2800) 내부로 음압을 제공하는 퍼지 포트(2900)를 구비한다는 점에서 차이가 있다. 이하, 차이점을 중심으로 살펴본다.Compared with the above-described embodiment of FIG. 4, the termination structure 2000 according to this embodiment has a detection sensor 2820 (see FIG. 7) detachably provided, and the vacuum container 2400 is provided in the refrigerant container 2300. The difference in that it has a detection sensor port 2800 configured to penetrate through and a purge port 2900 that supplies an inert gas to the detection sensor port 2800 or provides a negative pressure inside the detection sensor port 2800 There is. Hereinafter, it looks at the differences.

도 5 및 도 6를 참조하면, 상기 종단 구조체(2000)는 전술한 실시예의 종단 구조체와 비교하여 상기 진공용기(2400)의 외부로 돌출하는 감지센서 포트(2800)와 퍼지 포트(2900)를 구비한다.5 and 6, the termination structure 2000 includes a detection sensor port 2800 and a purge port 2900 protruding to the outside of the vacuum container 2400 compared to the termination structure of the above-described embodiment. do.

상기 감지센서 포트(2800)는 상기 냉매용기(2300)에서 상기 진공용기(2400)를 관통하여 구성되며, 상기 냉매용기(2300)의 온도 또는 상기 냉매용기(2300)에 수용된 냉매의 온도를 감지하기 위한 적어도 2개의 감지센서(2820)이 착탈 가능하게 구비될 수 있다. 또한, 상기 퍼지 포트(2900)는 상기 진공용기(2400)의 외벽에 구비되어, 상기 감지센서 포트(2800) 내부로 불활성 가스를 공급하거나, 상기 감지센서 포트(2800) 내부로 음압을 제공할 수 있다.The detection sensor port 2800 is configured to pass through the vacuum container 2400 from the refrigerant container 2300, and senses the temperature of the refrigerant container 2300 or the temperature of the refrigerant accommodated in the refrigerant container 2300. At least two detection sensors 2820 may be detachably provided. In addition, the purge port 2900 may be provided on the outer wall of the vacuum container 2400 to supply an inert gas into the detection sensor port 2800 or provide a negative pressure into the detection sensor port 2800. have.

상기 감지센서 포트(2800)와 상기 퍼지 포트(2900)는 상기 감지센서(2820)을 장착하기 위한 어셈블리 형태로 제공될 수 있으며, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 진공용기(2400)의 표면을 따라 복수개로 구비될 수 있다. 이 경우, 상기 종단 구조체(2000)에 구비된 모든 감지센서(2820)을 상기 감지센서 포트(2800)에 장착하는 것도 가능하지만, 상기 종단 구조체(2000)의 조립 및 제작에 걸리는 시간 및 비용을 생각할 때 상기 종단 구조체(2000)에 구비된 감지센서(2820) 중에 일부를 상기 감지센서 포트(2800)에 장착하는 것이 바람직하다.The detection sensor port 2800 and the purge port 2900 may be provided in the form of an assembly for mounting the detection sensor 2820, along the surface of the vacuum container 2400 as shown in FIG. It may be provided in plurality. In this case, it is possible to mount all the detection sensors 2820 provided in the termination structure 2000 to the detection sensor port 2800, but it is possible to consider the time and cost required for assembling and manufacturing the termination structure 2000. In this case, it is preferable to mount some of the detection sensors 2820 provided in the termination structure 2000 to the detection sensor port 2800.

즉, 상기 감지센서 중에 일부는 종래와 같이 상기 냉매용기(2300)의 표면에 장착하고(도면에서 'T'로 도시됨), 나머지는 본 실시예와 같이 상기 감지센서 포트(2800)를 이용해 장착할 수 있다. 이 경우, 상기 종단 구조체(2000)에 구비된 감지센서(2820)의 유지보수가 필요한 경우에도 상기 감지센서 포트(2800)를 통한 유지보수를 통해 신속하고 간편하게 감지센서(2820)의 유지보수를 수행할 수 있다. 물론, 상기 종단 구조체(2000)의 감지센서(2820) 중에 유지보수가 필요한 감지센서의 전체에 대해 유지보수를 하는 것이 바람직하지만, 종래 방법으로 설치된 감지센서는 그 유지보수를 위해 분리 및 재장착에 걸리는 시간 및 비용이 현저히 증가하므로, 본 실시예에 따라 상기 감지센서 포트(2800)에 설치된 감지센서(2820)만을 유지보수하여 긴급 상황 또는 이에 준하는 상황에서 상기 종단 구조체(2000)의 운행정지시간을 단축하여 빠른 시간 안에 재가동이 가능하게 된다.That is, some of the detection sensors are mounted on the surface of the refrigerant container 2300 as in the related art (shown as'T' in the drawing), and the rest are mounted using the detection sensor port 2800 as in this embodiment. can do. In this case, even when maintenance of the detection sensor 2820 provided in the termination structure 2000 is required, maintenance of the detection sensor 2820 is performed quickly and easily through maintenance through the detection sensor port 2800. can do. Of course, it is desirable to perform maintenance on the entire detection sensor that needs maintenance among the detection sensors 2820 of the termination structure 2000, but the detection sensor installed in the conventional method is not required to be separated and remounted for its maintenance. Since the time and cost are significantly increased, according to the present embodiment, only the detection sensor 2820 installed in the detection sensor port 2800 is maintained to reduce the stop time of the termination structure 2000 in an emergency situation or a situation equivalent thereto. It can be shortened and restarted in a short time.

도 7은 도 6의 'A' 영역, 즉 상기 감지센서 포트(2800)와 퍼지 포트(2900)의 구성을 상세히 도시하기 위한 일부 확대 단면도이다.FIG. 7 is a partial enlarged cross-sectional view illustrating the configurations of area'A' of FIG. 6, that is, the detection sensor port 2800 and the purge port 2900.

도 7을 참조하면, 상기 감지센서 포트(2800)는 상기 냉매용기(2300)에서 상기 진공용기(2400)를 향해 연장되어 그 일단이 상기 진공용기(2400)를 관통하여 외부와 연통되도록 구비되는 파이프 부재(2830) 및 상기 파이프 부재(2830)의 일단부를 밀폐하는 커버(2840)를 구비한다.Referring to FIG. 7, the detection sensor port 2800 extends from the refrigerant container 2300 toward the vacuum container 2400, and one end thereof passes through the vacuum container 2400 to communicate with the outside. A member 2830 and a cover 2840 sealing one end of the pipe member 2830 are provided.

상기 파이프 부재(2830)는 상기 냉매용기(2300)와 상기 진공용기(2400) 사이의 공간과 상기 감지센서(2820)이 장착되는 공간을 분리 또는 구획하는 역할을 하게 된다. 즉, 상기 파이프 부재(2830)의 내부는 후술하는 바와 같이 진공상태를 유지하여 단열의 역할을 함과 동시에 그 내부에 장착되는 감지센서(2820)을 위한 별도의 장착 공간을 제공하게 된다. 따라서, 상기 파이프 부재(2830)의 내부에 장착된 감지센서(2820)을 분리하고자하는 경우에는 상기 파이프 부재(2830) 내측의 진공상태만을 해제하여 간편하고 신속하게 상기 감지센서(2820)을 분리하는 것이 가능해진다. 상기 감지센서(2820)을 다시 장착하여 상기 파이프 부재(2830)의 내측을 진공상태로 만드는 경우에도 상기 파이프 부재(2830)의 내부 공간은 상기 종단 구조체와 초전도 케이블의 진공시스템에 비해 상대적으로 매우 작게 되므로 상대적으로 짧은 시간 내에 진공상태로 만드는 것이 가능해진다.The pipe member 2830 serves to separate or partition a space between the refrigerant container 2300 and the vacuum container 2400 and a space in which the detection sensor 2820 is mounted. That is, the inside of the pipe member 2830 maintains a vacuum state as will be described later to serve as heat insulation and provides a separate mounting space for the detection sensor 2820 mounted therein. Therefore, in the case of separating the detection sensor 2820 mounted inside the pipe member 2830, the detection sensor 2820 is simply and quickly released by releasing only the vacuum state inside the pipe member 2830. It becomes possible. Even when the detection sensor 2820 is mounted again to make the inside of the pipe member 2830 in a vacuum state, the inner space of the pipe member 2830 is relatively very small compared to the vacuum system of the terminal structure and the superconducting cable. Therefore, it becomes possible to make a vacuum state within a relatively short time.

상기 파이프 부재(2830)는 상기 냉매용기(2300)의 외벽에서 상기 진공용기(2400)를 통하여 외부와 연통하므로 상기 진공용기(2400) 외측의 열이 전도에 의해 상기 냉매용기(2300)로 전달될 수 있다. 이 경우, 상기 냉매용기(2300) 내측의 냉매의 온도를 상승시켜 초전도 조건에 영향을 줄 수 있다. 따라서, 상기 파이프 부재(2830)는 적어도 일부에 상기 냉매용기(2300)와 상기 진공용기(2400) 사이의 열전도 경로를 늘리는 열전도방지수단을 구비할 수 있다. 상기 열전도방지수단은 다양하게 구현이 가능하며, 예를 들어, 상기 열전도방지수단은 상기 파이프 부재(2830)의 적어도 일부에 구비되는 요철부 또는 주름관(2834)으로 이루어질 수 있다. 도 7에서는 상기 열전도방지수단이 주름관(2834)으로 이루어진 경우를 도시하지만, 이에 한정되지 않음은 물론이다.Since the pipe member 2830 communicates with the outside through the vacuum container 2400 at the outer wall of the refrigerant container 2300, heat outside the vacuum container 2400 is transmitted to the refrigerant container 2300 by conduction. I can. In this case, the temperature of the refrigerant inside the refrigerant container 2300 may be increased, thereby affecting the superconducting condition. Accordingly, the pipe member 2830 may include at least a part of a heat conduction preventing means for increasing a heat conduction path between the refrigerant container 2300 and the vacuum container 2400. The heat conduction preventing means may be implemented in various ways, for example, the heat conduction preventing means may be formed of an uneven portion or a corrugated pipe 2834 provided on at least a part of the pipe member 2830. 7 shows a case where the heat conduction preventing means is made of a corrugated pipe 2834, but is not limited thereto.

구체적으로, 상기 파이프 부재(2830)는 상기 냉매용기(2300)의 외벽에서 상기 진공용기(2400)를 향해 소정길이로 연장 형성되는 제1 파이프부(2832)와, 상기 제1 파이프부(2832)에 소정길이로 연결되는 주름관(2834)과 상기 주름관(2834)에 연결되어 상기 진공용기(2400)의 외부와 연통하는 제2 파이프부(2835)를 구비할 수 있다. 이 경우, 상기 주름관(2834)은 상기 제1 파이프부(2832) 및 제2 파이프부(2835)와 용접 등의 방법에 의해 연결될 수 있다.Specifically, the pipe member 2830 includes a first pipe part 2832 extending from an outer wall of the refrigerant container 2300 toward the vacuum container 2400 to a predetermined length, and the first pipe part 2832 A corrugated pipe 2834 connected to a predetermined length and a second pipe portion 2835 connected to the corrugated pipe 2834 to communicate with the outside of the vacuum container 2400 may be provided. In this case, the corrugated pipe 2834 may be connected to the first pipe part 2832 and the second pipe part 2835 by a method such as welding.

한편, 상기 파이프 부재(2830)를 형성하는 제1 파이프부(2832), 주름관(2834) 및 제2 파이프부(2835)는 열전도성이 낮은 재질로 제작될 수 있다. 상기 제1 파이프부(2832)와 제2 파이프부(2835)는 동일한 재질로 제작되거나, 또는 상기 제1 파이프부(2832)와 제2 파이프부(2835)가 서로 열전도성이 상이한 재질로 제작되어 열전도성을 떨어뜨릴 수 있다.Meanwhile, the first pipe portion 2832, the corrugated pipe 2834, and the second pipe portion 2835 forming the pipe member 2830 may be made of a material having low thermal conductivity. The first pipe portion 2832 and the second pipe portion 2835 are made of the same material, or the first pipe portion 2832 and the second pipe portion 2835 are made of materials having different thermal conductivity from each other. It can reduce thermal conductivity.

상기 감지센서 포트(2800) 내부의 감지센서(2820)은 상기 냉매용기(2300)의 외벽에 직접 장착될 수도 있지만, 이는 상기 냉매용기(2300)의 외벽의 기계적 강도를 약화시킬 수 있다. 따라서, 본 실시예에서는 상기 냉매용기(2300)의 적어도 일부에 상기 감지센서(2820)이 착탈 가능하게 장착되는 장착부(2810)를 구비하고, 상기 감지센서 포트(2800)가 상기 장착부(2810)에 구비될 수 있다.The detection sensor 2820 inside the detection sensor port 2800 may be directly mounted on the outer wall of the refrigerant container 2300, but this may weaken the mechanical strength of the outer wall of the refrigerant container 2300. Therefore, in this embodiment, at least a part of the refrigerant container 2300 includes a mounting portion 2810 to which the detection sensor 2820 is detachably mounted, and the detection sensor port 2800 is attached to the mounting portion 2810. It can be provided.

상기 장착부(2810)는 소정 두께로 이루어질 수 있으며, 상기 냉매용기(2300)의 외벽에 용접 등의 방식에 의해 부착될 수 있다. 또한, 도면에 도시되지는 않지만 상기 장착부(2810)가 상기 냉매용기(2300)와 일체로 구성될 수도 있다. 이 경우에는, 상기 감지센서(2820)을 장착하고자 하는 위치의 냉매용기(2300)의 외벽을 상대적으로 다른 부위에 비해 두껍게 제작하여 상기 위치에 감지센서(2820)을 장착할 수 있을 것이다.The mounting portion 2810 may have a predetermined thickness, and may be attached to the outer wall of the refrigerant container 2300 by welding or the like. In addition, although not shown in the drawings, the mounting portion 2810 may be integrally configured with the refrigerant container 2300. In this case, the outer wall of the refrigerant container 2300 at the location where the detection sensor 2820 is to be mounted may be made relatively thicker than other parts, and the detection sensor 2820 may be mounted at the location.

상기 장착부(2810)를 구비한 경우에 상기 감지센서(2820)은 상기 장착부(2810)에 착탈 가능하게 구비된다. 상기 감지센서(2820)은 예를 들어 볼트(2822)와 같은 체결수단에 의해 상기 장착부(2810)에 착탈 가능하게 구비될 수 있다. 이 경우, 상기 감지센서(2820)은 착탈 가능한 형태의 온도센서를 채용하여 사용할 수 있다. 따라서, 상기 볼트(2822)를 상기 장착부(2810)에 체결하는 방식에 의해 상기 감지센서(2820)을 상기 장착부(2810)에 장착하고, 또한, 상기 볼트(2822)를 푸는 동작에 의해 상기 감지센서(2820)을 상기 장착부(2810)에서 용이하게 분리할 수 있다.When the mounting portion 2810 is provided, the detection sensor 2820 is provided to be detachably attached to the mounting portion 2810. The detection sensor 2820 may be detachably provided to the mounting portion 2810 by a fastening means such as a bolt 2822, for example. In this case, the detection sensor 2820 may be used by employing a detachable temperature sensor. Therefore, the detection sensor 2820 is mounted on the mounting part 2810 by fastening the bolt 2822 to the mounting part 2810, and the detection sensor is performed by releasing the bolt 2822. The 2820 can be easily separated from the mounting portion 2810.

한편, 상기 진공용기(2400)의 외부와 연결되는 상기 감지센서 포트(2800)의 개구된 단부는 커버(2840)에 의해 밀폐된다. 상기 커버(2840)는 볼트와 같은 체결수단에 의해 상기 파이프 부재(2830)의 단부에 결합될 수 있다. 이 경우, 상기 커버(2840)와 상기 파이프 부재(2830)의 단부 사이에는 밀폐를 위한 오링 등을 구비할 수 있다.Meanwhile, the open end of the detection sensor port 2800 connected to the outside of the vacuum container 2400 is sealed by a cover 2840. The cover 2840 may be coupled to the end of the pipe member 2830 by a fastening means such as a bolt. In this case, an O-ring for sealing may be provided between the cover 2840 and the end of the pipe member 2830.

한편, 상기 감지센서(2820)은 상기 측정된 냉매의 온도에 대한 정보를 외부의 제어수단(미도시) 등으로 전달하게 되며, 이 경우 상기 온도 정보를 유선 또는 무선으로 전송할 수 있다. 상기 감지센서(2820)을 선택하는 경우에 상기 감지센서(2820)의 조립의 간편성, 제조단가 등을 고려하여 유선으로 상기 온도정보를 전송하는 타입을 선택하는 경우에 상기 감지센서(2820)과 외부의 제어수단을 전기적으로 연결할 필요성이 있다. 이 경우, 상기 커버(2840)에는 상기 감지센서(2820)에서 연장된 케이블(2824)이 전기적으로 연결되는 신호용 단자(2842)가 장착될 수 있다. 즉, 커버(2840)를 관통하여 신호용 단자(2842)가 장착되고 상기 신호용 단자(2842)의 일단에 상기 감지센서(2820)에서 연장된 케이블(2824)이 전기적으로 연결되고, 상기 신호용 단자(2842)의 타단이 상기 제어수단과 전기적으로 연결될 수 있다. 이와 같이, 상기 커버(2840)에 상기 감지센서(2820)의 온도정보를 유선으로 외부로 전송할 수 있는 구성을 마련함으로써, 상기 온도정보의 전송을 위한 별도의 장치를 필요로 하지 않게 되어 상기 감지센서 포트(2800)의 구성이 간편해지며, 나아가 조립 및 설치에 소요되는 시간 및 비용을 줄일 수 있다.Meanwhile, the detection sensor 2820 transmits information on the measured temperature of the refrigerant to an external control means (not shown), and in this case, the temperature information may be transmitted by wire or wirelessly. When selecting the detection sensor 2820, when selecting a type for transmitting the temperature information by wire in consideration of the ease of assembly and manufacturing cost of the detection sensor 2820, the detection sensor 2820 and the external There is a need to electrically connect the control means of. In this case, a signal terminal 2842 to which the cable 2824 extending from the detection sensor 2820 is electrically connected may be mounted on the cover 2840. That is, a signal terminal 2842 is mounted through the cover 2840, and a cable 2824 extending from the detection sensor 2820 is electrically connected to one end of the signal terminal 2842, and the signal terminal 2842 The other end of) may be electrically connected to the control means. In this way, by providing a configuration capable of transmitting the temperature information of the sensing sensor 2820 to the outside by wire in the cover 2840, a separate device for transmitting the temperature information is not required, so that the sensing sensor The configuration of the port 2800 is simplified, and further, time and cost required for assembly and installation can be reduced.

한편, 상기 감지센서 포트(2800)에서 상기 감지센서(2820)을 분리하고자 하는 경우, 상기 커버(2840)를 분리하여 상기 감지센서 포트(2800) 내부의 진공상태를 해제하고 상기 감지센서(2820)을 분리하게 된다. 그런데, 상기 종단 구조체(2000)가 운행중인 경우에 상기 감지센서 포트(2800) 내부는 진공단열을 위하여 진공상태를 유지하게 된다. 따라서, 상기 커버(2840)를 분리하는 경우에 매우 짧은 시간 동안에 상기 감지센서 포트(2800) 내부로 외부의 공기가 유입된다. 이 경우, 외부의 공기와 함께 공기 중에 포함된 수분 등도 상기 감지센서 포트(2800)의 내부로 유입되어 상기 커버(2840)를 분리하는 경우에 상기 수분 등에 의해 상기 감지센서 포트(2800) 내부가 성에로 덮일 수 있다. 이는 상기 감지센서 포트(2800) 내부에서 상기 감지센서(2820)을 분리하는 작업을 어렵게 할 수 있으며, 나아가 상기 감지센서(2820)을 재장착하는 경우에도 오작동을 유발할 수 있다. 또한, 상기 감지센서(2820)을 재장착한 후에 상기 감지센서 포트(2800) 내부를 진공상태를 만들기 위하여 음압을 제공할 수 있는 수단을 필요로 한다.On the other hand, when the detection sensor 2820 is to be separated from the detection sensor port 2800, the cover 2840 is removed to release the vacuum state inside the detection sensor port 2800, and the detection sensor 2820 Is separated. However, when the termination structure 2000 is in operation, the inside of the detection sensor port 2800 is maintained in a vacuum state for vacuum insulation. Accordingly, when the cover 2840 is removed, outside air is introduced into the detection sensor port 2800 for a very short time. In this case, moisture contained in the air along with external air is also introduced into the inside of the detection sensor port 2800, and when the cover 2840 is removed, the inside of the detection sensor port 2800 is defrosted by the moisture. Can be covered with This may make it difficult to separate the detection sensor 2820 from the inside of the detection sensor port 2800, and further, may cause a malfunction even when the detection sensor 2820 is remounted. In addition, after remounting the detection sensor 2820, a means for providing a negative pressure in order to create a vacuum in the detection sensor port 2800 is required.

따라서, 본 실시예에 따른 종단 구조체(2000)는 감지센서 포트(2800)와 함께 상기 진공용기(2400)의 외벽에 구비되어, 상기 감지센서 포트(2800) 내부로 불활성 가스를 공급하거나, 상기 감지센서 포트(2800) 내부로 음압을 제공하는 퍼지 포트(2900)를 구비한다. 즉, 상기 커버(2840)를 분리하기 전에 상기 퍼지 포트(2900)를 통해 상기 감지센서 포트(2800)의 내부로 질소와 같은 불활성 가스를 소정 압력으로 공급하여, 상기 커버(2840)를 분리하는 경우에도 외부의 공기와 수분이 상기 감지센서 포트(2800) 내부로 유입되는 것을 방지할 수 있다. 나아가, 상기 감지센서(2820)을 상기 감지센서 포트(2800) 내부로 재장착한 후에, 상기 커버(2840)를 밀폐하고 상기 퍼지 포트(2900)를 통해 상기 감지센서 포트(2800)의 내부에 음압을 제공하여 상기 감지센서 포트(2800)의 내부를 진공상태로 만들 수 있다. 이하, 상기 퍼지 포트(2900)에 대해 도면을 참조하여 상세히 살펴본다.Accordingly, the termination structure 2000 according to the present embodiment is provided on the outer wall of the vacuum container 2400 together with the detection sensor port 2800, and supplies an inert gas into the detection sensor port 2800, or the detection A purge port 2900 for providing negative pressure into the sensor port 2800 is provided. That is, when the cover 2840 is separated by supplying an inert gas such as nitrogen to the inside of the detection sensor port 2800 through the purge port 2900 at a predetermined pressure before removing the cover 2840 In addition, it is possible to prevent external air and moisture from flowing into the detection sensor port 2800. Further, after remounting the detection sensor 2820 into the detection sensor port 2800, the cover 2840 is sealed and the negative pressure inside the detection sensor port 2800 through the purge port 2900 By providing the sensor port 2800 may be made into a vacuum state. Hereinafter, the purge port 2900 will be described in detail with reference to the drawings.

상기 퍼지 포트(2900)는 상기 진공용기(2400)의 외부로 돌출 형성된 포트부(2920)를 구비하며, 나아가 상기 감지센서 포트(2800)와 상기 퍼지 포트(2900)의 포트부(2920)를 연결하는 연결관(2910)를 구비한다.The purge port 2900 includes a port portion 2920 protruding to the outside of the vacuum container 2400, and further connects the detection sensor port 2800 and the port portion 2920 of the purge port 2900 It is provided with a connecting pipe (2910).

예를 들어, 상기 연결관(2910)의 일단부는 상기 감지센서 포트(2800)의 파이프 부재(2830)에 연결되며, 상기 연결관(2910)의 타단부는 상기 포트부(2920)에 연결될 수 있다. 상기 연결관(2910)를 통해 상기 감지센서 포트(2800)의 내부로 불활성 가스를 공급하는 경우에 상기 감지센서(2820)의 근처에 외부공기의 유입으로 인한 성에 발생을 방지할 필요가 있으므로, 상기 연결관(2910)의 일단부는 상기 감지센서(2820)에 인접하여 상기 감지센서 포트(2800)와 연결될 수 있다. 상기 연결관(2910)가 상기 감지센서(2820)에 인접하여 구비되면, 상기 연결관(2910)를 통해 공급되는 불활성 가스가 상기 감지센서(2820)에서 점차 확산되므로 외부에서 유입되는 공기가 상기 감지센서(2820)으로 접근하는 것을 방지할 수 있다. 구체적으로, 상기 연결관(2910)는 상기 냉매용기(2300)에 인접하여 상기 감지센서 포트(2800)와 연결될 수 있다. 이 경우, 상기 파이프 부재(2830)가 전술한 바와 같이 제1 파이프부(2832), 주름관(2834) 및 제2 파이프부(2835)를 구비하는 경우에 상기 연결관(2910)의 일단부는 상기 제1 파이프부(2832)에 연결될 수 있다.For example, one end of the connection pipe 2910 may be connected to the pipe member 2830 of the detection sensor port 2800, and the other end of the connection pipe 2910 may be connected to the port part 2920. . In the case of supplying an inert gas to the inside of the detection sensor port 2800 through the connection pipe 2910, it is necessary to prevent the occurrence of frost due to the inflow of external air near the detection sensor 2820. One end of the connection pipe 2910 may be connected to the detection sensor port 2800 adjacent to the detection sensor 2820. When the connection pipe 2910 is provided adjacent to the detection sensor 2820, the inert gas supplied through the connection pipe 2910 gradually diffuses from the detection sensor 2820, so that the air introduced from the outside is detected. Access to the sensor 2820 can be prevented. Specifically, the connection pipe 2910 may be adjacent to the refrigerant container 2300 and connected to the detection sensor port 2800. In this case, when the pipe member 2830 includes a first pipe part 2832, a corrugated pipe 2834, and a second pipe part 2835 as described above, one end of the connection pipe 2910 is 1 It may be connected to the pipe part 2832.

한편, 상기 커버(2840)를 분리하여 상기 감지센서 포트 내부의 진공상태를 해제하는 경우에는 상기 퍼지 포트(2900)의 연결관(2910)를 통해 상기 감지센서 포트(2800) 내부로 불활성 가스를 공급하게 되며, 상기 감지센서(2820)의 장착 후에 상기 감지센서 포트(2800) 내부를 진공상태로 형성하는 경우에는 상기 감지센서 포트(2800) 내부에 상기 퍼지 포트(2900)의 연결관(2910)를 통해 음압을 제공하게 된다. 따라서, 상기 연결관(2910)의 단부에 불활성 가스 공급부 또는 음압을 제공하는 펌핑수단이 선택적으로 연결될 수 있으므로, 상기 진공용기(2400) 외부의 상기 연결관(2910)의 소정 위치에 상기 연결관(2910)를 선택적으로 차단하는 밸브(미도시)를 구비할 수 있다.On the other hand, when the cover 2840 is removed to release the vacuum inside the detection sensor port, an inert gas is supplied into the detection sensor port 2800 through the connection pipe 2910 of the purge port 2900. When the inside of the detection sensor port 2800 is formed in a vacuum state after the detection sensor 2820 is mounted, the connection pipe 2910 of the purge port 2900 is inserted inside the detection sensor port 2800. It provides sound pressure through. Accordingly, since an inert gas supply unit or a pumping means for providing a negative pressure may be selectively connected to the end of the connection pipe 2910, the connection pipe () at a predetermined position of the connection pipe 2910 outside the vacuum container 2400 2910) may be provided with a valve (not shown) for selectively shutting off.

이하, 상기와 같은 구성을 가지는 초전도 기기용 접속 구조체(2000)에 있어서,상기 감지센서의 유지보수를 위해 상기 감지센서(2820)의 분리/장착방법을 살펴보면 다음과 같다.Hereinafter, in the connection structure 2000 for a superconducting device having the above configuration, a method of separating/installing the detection sensor 2820 for maintenance of the detection sensor will be described as follows.

먼저, 상기 종단 구조체(2000)에 장착된 감지센서(2820)의 유지보수를 위하여 상기 감지센서(2820)을 분리하고자 하는 경우, 상기 감지센서 포트(2800) 내부로 상기 퍼지 포트(2900)를 통해 불활성 가스를 공급한다. 구체적으로, 상기 퍼지 포트(2900)의 연결관(2910)를 불활성 가스 공급원과 연결시키고, 상기 연결관(2910)를 통해 상기 감지센서 포트(2800)의 내부로 불활성 가스를 소정압력으로 공급한다. First, in the case of separating the detection sensor 2820 for maintenance of the detection sensor 2820 mounted on the end structure 2000, the detection sensor port 2800 is inserted through the purge port 2900. Supply inert gas. Specifically, the connection pipe 2910 of the purge port 2900 is connected to an inert gas supply source, and an inert gas is supplied to the inside of the detection sensor port 2800 through the connection pipe 2910 at a predetermined pressure.

이어서, 상기 감지센서 포트(2800)의 커버(2840)를 분리하여 상기 감지센서 포트(2800)의 내부의 진공상태를 해제하게 된다. 이 경우, 상기 감지센서 포트(2800)의 내부는 이미 불활성 가스에 의해 충진된 상태이므로 상기 커버(2840)를 분리하는 경우에도 외부의 공기 및 수분이 상기 감지센서 포트(2800) 내부로 유입되는 것을 방지할 수 있다.Subsequently, the cover 2840 of the detection sensor port 2800 is removed to release the vacuum state inside the detection sensor port 2800. In this case, since the inside of the detection sensor port 2800 is already filled with an inert gas, external air and moisture are prevented from flowing into the detection sensor port 2800 even when the cover 2840 is removed. Can be prevented.

상기 커버(2840)의 분리 후에, 상기 감지센서 포트(2800) 내부의 감지센서(2820)을 상기 감지센서 포트(2800) 내부에서 분리하고, 상기 감지센서(2820)의 유지보수 후에 상기 감지센서(2820)을 상기 감지센서 포트(2800) 내부에 장착하게 된다.After the cover 2840 is removed, the detection sensor 2820 inside the detection sensor port 2800 is separated from the inside of the detection sensor port 2800, and after maintenance of the detection sensor 2820, the detection sensor ( 2820 is mounted inside the detection sensor port 2800.

상기 감지센서(2820)의 장착 후에, 상기 퍼지 포트(2900)를 통해 상기 감지센서 포트(2800) 내부로 음압을 제공하여 상기 감지센서 포트(2800) 내부를 진공상태로 만들게 된다. 구체적으로, 상기 퍼지 포트(2900)의 연결관을 펌핑수단에 연결시키고 상기 펌핑수단의 구동에 의해 상기 연결관(2910)를 통해 상기 감지센서 포트(2800)로 음압을 제공하게 된다.After the detection sensor 2820 is mounted, a negative pressure is supplied into the detection sensor port 2800 through the purge port 2900 to make the inside of the detection sensor port 2800 in a vacuum state. Specifically, the connection pipe of the purge port 2900 is connected to a pumping means, and a negative pressure is provided to the detection sensor port 2800 through the connection pipe 2910 by driving the pumping means.

본 명세서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 당업자는 이하에서 서술하는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경 실시할 수 있을 것이다. 그러므로 변형된 실시가 기본적으로 본 발명의 특허청구범위의 구성요소를 포함한다면 모두 본 발명의 기술적 범주에 포함된다고 보아야 한다.Although the present specification has been described with reference to preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art will variously modify and change the present invention within the scope not departing from the spirit and scope of the present invention described in the claims described below. You will be able to do it. Therefore, if the modified implementation basically includes the elements of the claims of the present invention, all should be considered to be included in the technical scope of the present invention.

100 : 코어부
130 : 초전도층
200 : 냉각부
500 : 진공 단열부
2000 : 종단 구조체
2300 : 냉매용기
2400 : 진공용기
2800 : 감지센서 포트
2900 : 퍼지 포트
100: core part
130: superconducting layer
200: cooling unit
500: vacuum insulation part
2000: termination structure
2300: refrigerant container
2400: vacuum container
2800: detection sensor port
2900: purge port

Claims (21)

냉각대상 외측에 구비되며, 순환하는 액상 냉매를 수용하는 냉매용기를 포함하며, 상기 냉각대상을 냉각하는 냉각부;
상기 냉각부 외측에 구비되며, 상기 냉각부를 진공 단열하기 위하여 진공화된 진공용기를 포함하는 진공 단열부;
상기 냉각부를 구성하는 상기 냉매용기의 표면에 구비되는 감지센서;
상기 진공용기를 관통하여 상기 감지센서가 구비된 상기 냉매용기의 표면까지 연장되며, 상기 진공 단열부와 차폐된 감지센서 포트; 및,
상기 진공용기의 외부에 구비되어, 상기 감지센서 포트 내부로 불활성 가스를 공급하거나, 상기 감지센서 포트 내부로 음압을 제공하는 퍼지 포트;를 포함하는 극저온 냉각장치.
A cooling unit provided outside the cooling object, including a refrigerant container for receiving a circulating liquid refrigerant, and cooling the cooling object;
A vacuum insulator provided outside the cooling part and including a vacuum container vacuumed to vacuum insulate the cooling part;
A detection sensor provided on the surface of the refrigerant container constituting the cooling unit;
A detection sensor port extending through the vacuum container to a surface of the refrigerant container provided with the detection sensor, and shielding the vacuum insulation part; And,
A cryogenic cooling device comprising: a purge port provided outside the vacuum container to supply an inert gas into the detection sensor port or provide negative pressure into the detection sensor port.
제1항에 있어서,
상기 감지센서는 상기 냉매용기에 착탈 가능하게 장착되며, 상기 감지센서 포트는 상기 냉매용기에서 상기 진공용기를 향해 연장되어 그 일단이 상기 진공용기를 관통하여 외부와 연통되도록 구비되는 파이프 부재; 및 상기 파이프 부재의 일단부를 밀폐하는 커버;를 구비하는 것을 특징으로 하는 극저온 냉각장치.
The method of claim 1,
The detection sensor is detachably mounted on the refrigerant container, and the detection sensor port extends from the refrigerant container toward the vacuum container, and one end thereof passes through the vacuum container to communicate with the outside; And a cover for sealing one end of the pipe member.
제2항에 있어서,
상기 감지센서는 상기 냉매용기의 표면에 장착된 장착부에 착탈 가능하게 체결되는 것을 특징으로 하는 극저온 냉각장치.
The method of claim 2,
The detection sensor is a cryogenic cooling device, characterized in that the detachably fastened to the mounting portion mounted on the surface of the refrigerant container.
제2항에 있어서,
상기 파이프 부재의 적어도 일부 구간은 주름관 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 극저온 냉각장치.
The method of claim 2,
Cryogenic cooling apparatus, characterized in that at least some sections of the pipe member have a corrugated pipe structure.
제1항에 있어서,
상기 감지센서 포트와 상기 퍼지 포트를 연결하는 연결관이 구비되고, 상기 연결관은 상기 진공용기보다 상기 냉매용기에 근접한 위치에서 상기 감지센서 포트와 연통되도록 연결되는 것을 특징으로 하는 극저온 냉각장치.
The method of claim 1,
A connection pipe connecting the detection sensor port and the purge port is provided, and the connection pipe is connected to communicate with the detection sensor port at a position closer to the refrigerant container than the vacuum container.
제5항에 있어서,
상기 퍼지포트에 상기 연결관을 선택적으로 차단하는 밸브를 구비하는 것을 특징으로 하는 극저온 냉각장치.
The method of claim 5,
A cryogenic cooling device comprising a valve that selectively blocks the connection pipe at the purge port.
제5항에 있어서,
상기 감지센서 포트 내부의 진공상태를 해제하는 경우에 상기 퍼지 포트를 통하여 상기 감지센서 포트 내부로 불활성 가스를 공급하는 것을 특징으로 하는 극저온 냉각장치.
The method of claim 5,
When releasing the vacuum state inside the detection sensor port, an inert gas is supplied into the detection sensor port through the purge port.
제5항에 있어서,
상기 감지센서 포트 내부를 진공상태로 형성하는 경우에 상기 감지센서 포트 내부에 상기 퍼지 포트를 통해 음압을 인가하는 것을 특징으로 하는 극저온 냉각장치.
The method of claim 5,
Cryogenic cooling device, characterized in that when forming the inside of the detection sensor port in a vacuum state, a negative pressure is applied to the inside of the detection sensor port through the purge port.
제1항에 있어서,
상기 진공 단열부는 복수 개로 분할되며, 각각의 진공 단열부 내부에 각각의 감지센서를 구비하는 것을 특징으로 하는 극저온 냉각장치.
The method of claim 1,
The vacuum insulation unit is divided into a plurality, and a cryogenic cooling device, characterized in that each provided with a detection sensor inside each vacuum insulation unit.
제9항에 있어서,
복수 개로 분할된 상기 진공 단열부 각각에 감지센서 포트 및 상기 감지센서 포트와 연결되는 퍼지 포트가 구비되고 상기 감지센서는 각각의 진공 단열부에 구비된 감지센서 포트 내부의 냉매용기 측에 장착되는 것을 특징으로 하는 극저온 냉각장치.
The method of claim 9,
A detection sensor port and a purge port connected to the detection sensor port are provided in each of the vacuum insulation parts divided into a plurality, and the detection sensor is mounted on the side of the refrigerant container inside the detection sensor port provided in each vacuum insulation part. Cryogenic cooling device characterized by.
하부에 액상 냉매가 수용되는 극저온부, 상기 극저온부 상부에 기상 냉매가 수용되어 기상 냉매의 온도 구배가 존재하는 온도 구배부를 구비하며 상부가 개방된 냉매용기;
상기 냉매용기를 진공 단열시키기 위하여 상기 냉매용기를 감싸는 진공용기;
상기 냉매용기에서 상기 진공용기를 관통하여 구성되며, 상기 냉매용기의 온도 또는 상기 냉매용기에 수용된 냉매의 온도를 감지하기 위한 적어도 1개의 감지센서가 착탈 가능하게 구비되는 감지센서 포트;
상기 진공용기의 외벽에 구비되어, 상기 감지센서 포트 내부로 불활성 가스를 공급하거나, 상기 감지센서 포트 내부로 음압을 제공하는 퍼지 포트;
상기 냉매용기와 구획되며, 절연오일 또는 절연가스가 수용되어 상온부를 구성하는 상온부 관체;
상기 온도 구배부를 상기 상온부와 구획하기 위하여 상기 냉매용기의 개방된 상부를 밀봉하는 밀봉부재; 및
상기 냉매용기의 액상 냉매 내에서 초전도 케이블의 초전도 도체층에 접속되고, 상기 밀봉부재를 관통하여 상기 상온부 관체로 연장되는 도체선;을 포함하는 것을 특징으로 하는 초전도 기기용 접속 구조체.
A refrigerant container having a cryogenic portion in which a liquid refrigerant is accommodated in a lower portion, a temperature gradient portion in which a temperature gradient of the gaseous refrigerant is present by receiving a gaseous refrigerant in an upper portion of the cryogenic portion, and having an open upper portion;
A vacuum container surrounding the refrigerant container to vacuum insulate the refrigerant container;
A sensing sensor port configured to pass through the vacuum container in the refrigerant container and having at least one sensing sensor detachably provided for sensing the temperature of the refrigerant container or the temperature of the refrigerant accommodated in the refrigerant container;
A purge port provided on an outer wall of the vacuum container to supply an inert gas into the detection sensor port or a negative pressure into the detection sensor port;
A room temperature tube body that is partitioned from the refrigerant container and receives insulation oil or insulation gas to constitute a room temperature section;
A sealing member for sealing the open upper portion of the refrigerant container to partition the temperature gradient part from the room temperature part; And
And a conductor wire connected to the superconducting conductor layer of a superconducting cable in the liquid refrigerant of the refrigerant container and extending through the sealing member to the room temperature tube.
제11항에 있어서,
상기 냉매용기의 적어도 일부에 상기 감지센서가 착탈 가능하게 장착되는 장착부를 구비하는 것을 특징으로 하는 초전도 기기용 접속 구조체.
The method of claim 11,
A connection structure for a superconducting device, comprising: a mounting portion in which the detection sensor is detachably mounted on at least a portion of the refrigerant container.
제11항에 있어서,
상기 감지센서 포트는
상기 냉매용기에서 상기 진공용기를 향해 연장되어 그 일단이 상기 진공용기를 관통하여 외부와 연통되도록 구비되는 파이프 부재; 및
상기 파이프 부재의 일단부를 밀폐하는 커버;를 구비하는 것을 특징으로 하는 초전도 기기용 접속 구조체.
The method of claim 11,
The detection sensor port is
A pipe member extending from the refrigerant container toward the vacuum container and having one end thereof passing through the vacuum container to communicate with the outside; And
A connection structure for a superconducting device comprising: a cover for sealing one end of the pipe member.
제13항에 있어서,
상기 파이프 부재는 적어도 일부에 상기 냉매용기와 상기 진공용기 사이의 열전도 경로를 늘리는 열전도방지수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 초전도 기기용 접속 구조체.
The method of claim 13,
The pipe member is at least partially provided with a heat conduction preventing means for increasing a heat conduction path between the refrigerant container and the vacuum container.
제14항에 있어서,
상기 열전도방지수단은 상기 파이프 부재의 적어도 일부에 구비되는 요철부 또는 주름관으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 초전도 기기용 접속 구조체.
The method of claim 14,
The heat conduction preventing means is a connection structure for a superconducting device, characterized in that consisting of an uneven portion or a corrugated pipe provided in at least a part of the pipe member.
제13항에 있어서,
상기 커버에는 상기 감지센서에서 연장된 케이블이 전기적으로 연결되는 신호용 단자가 장착되는 것을 특징으로 하는 초전도 기기용 접속 구조체.
The method of claim 13,
A connection structure for a superconducting device, characterized in that the cover is equipped with a signal terminal to which a cable extended from the detection sensor is electrically connected.
제11항에 있어서,
상기 감지센서 포트와 상기 퍼지 포트를 연결하는 연결관을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 초전도 기기용 접속 구조체.
The method of claim 11,
A connection structure for a superconducting device, further comprising a connection pipe connecting the detection sensor port and the purge port.
제17항에 있어서,
상기 연결관은 상기 냉매용기에 인접하여 상기 감지센서 포트와 연결되는 것을 특징으로 하는 초전도 기기용 접속 구조체.
The method of claim 17,
The connection pipe is a connection structure for a superconducting device, characterized in that adjacent to the refrigerant container and connected to the detection sensor port.
제17항에 있어서,
상기 진공용기 외부의 상기 연결관의 소정 위치에 상기 연결관을 선택적으로 차단하는 밸브를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 초전도 기기용 접속 구조체.
The method of claim 17,
A connection structure for a superconducting device, further comprising a valve that selectively blocks the connection pipe at a predetermined position of the connection pipe outside the vacuum container.
제19항에 있어서,
상기 감지센서 포트 내부의 진공상태를 해제하는 경우에 상기 퍼지 포트 및 상기 연결관을 통하여 상기 감지센서 포트 내부로 불활성 가스를 공급하고, 상기 감지센서 포트 내부를 진공상태로 형성하는 경우에 상기 감지센서 포트 내부에 상기 퍼지 포트를 통해 음압을 제공하는 것을 특징으로 하는 초전도 기기용 접속 구조체.
The method of claim 19,
When the vacuum state inside the detection sensor port is released, an inert gas is supplied into the detection sensor port through the purge port and the connection pipe, and the detection sensor is formed in a vacuum state inside the detection sensor port. A connection structure for a superconducting device, characterized in that to provide a negative pressure through the purge port inside the port.
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