KR102573476B1 - Connecting Structure For Superconductive Cable - Google Patents

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Abstract

본 발명은 초전도 케이블의 중간 접속을 위한 중간 접속구조에 관한 것이다. 보다 상세하게, 본 발명은 초전도 전력 시스템에 액상 냉매가 공급되는 경우 초전도 케이블과 중간 접속구조에서 발생되는 수축을 억제하여 수축에 의한 초전도 케이블 및 중간 접속구조의 손상을 방지할 수 있는 중간 접속구조에 대한 것이다.The present invention relates to an intermediate connection structure for intermediate connection of superconducting cables. More specifically, the present invention relates to an intermediate connection structure capable of preventing damage to a superconducting cable and an intermediate connection structure by suppressing shrinkage generated in a superconducting cable and an intermediate connection structure when a liquid refrigerant is supplied to a superconducting power system. it is about

Description

초전도 케이블의 중간 접속을 위한 중간 접속구조{Connecting Structure For Superconductive Cable}Intermediate connection structure for intermediate connection of superconductive cable {Connecting Structure For Superconductive Cable}

본 발명은 초전도 전력 시스템에 액상 냉매가 공급되는 경우 초전도 케이블과 중간 접속구조에서 발생되는 수축을 억제하여 수축에 의한 초전도 케이블 및 중간 접속구조의 손상을 방지할 수 있는 중간 접속구조에 대한 것이다.The present invention relates to an intermediate connection structure capable of preventing damage to a superconducting cable and an intermediate connection structure by suppressing shrinkage generated in a superconducting cable and an intermediate connection structure when a liquid refrigerant is supplied to a superconducting power system.

본 발명은 초전도 케이블의 중간 접속을 위한 중간 접속구조에 관한 것이다. 초전도 케이블은 초전도층과 초전도 차폐층을 각각 구비하고, 초전도층과 초전도 차폐층은 초전도 선재로 구성될 수 있다. 초전도 선재는 일정한 온도에서 전기저항이 제로에 가까이 수렴하므로, 낮은 전압에서도 큰 전력 전송 능력을 갖는다.The present invention relates to an intermediate connection structure for intermediate connection of superconducting cables. A superconducting cable may include a superconducting layer and a superconducting shielding layer, respectively, and the superconducting layer and the superconducting shielding layer may be composed of superconducting wires. Superconducting wires have high power transmission capability even at low voltages because their electrical resistance converges to zero at a constant temperature.

초전도 선재는 일정한 온도, 즉 극저온 환경이 유지되어야 의도된 전력 전송능력을 가질 수 있다.A superconducting wire can have an intended power transmission capability only when a constant temperature, that is, a cryogenic environment is maintained.

최근 초전도 케이블의 장조장 포설이 시험되고 있다. 초전도 케이블의 장조장 포설을 위하여 초전도 케이블은 미리 결정된 거리마다 중간 접속이 되어야 한다.Recently, long-length laying of superconducting cables has been tested. In order to install the superconducting cable in the long run, the superconducting cable must be connected in the middle at predetermined distances.

초전도 케이블의 극저온 환경 유지를 위하여 초전도 케이블의 내부에는 냉각 유체가 유동하여 초전도 선재를 냉각하기 위한 냉각부와 냉각부 둘레를 진공 단열하기 위한 진공부가 구비되며, 이러한 냉각부와 진공부는 중간 접속구조 내부에서도 유지되어야 한다.In order to maintain the cryogenic environment of the superconducting cable, a cooling unit for cooling the superconducting wire by flowing a cooling fluid and a vacuum unit for vacuum insulation around the cooling unit are provided inside the superconducting cable, and the cooling unit and vacuum unit are provided inside the intermediate connection structure. should also be maintained.

따라서, 중간 접속구조 내부는 액상 냉매가 수용 및 유동하는 공간과 이를 진공 단열하기 위한 진공 영역이 형성되는 공간으로 복층 구조로 구성된다.Therefore, the inside of the intermediate connection structure is composed of a multi-layered structure with a space in which the liquid refrigerant is accommodated and flows and a space in which a vacuum region for vacuum insulation is formed.

중간 접속구조 내부의 액상 냉매가 수용되는 공간에는 접속되는 초전도 케이블의 양 코어가 접속되는 접속부가 구비된다. 양 코어부가 접속되는 접속부는 초전도 케이블 가장 내부의 포머, 그 둘레에 배치되는 초전도층을 구성하는 초전도 선재, 초전도층을 둘러싸는 절연층 및 상기 절연층 둘레에 배치되는 초전도 차폐층을 구성하는 초전도 선재 등을 상호 접속되며, 접속부는 접속에 필요한 길이와 확대된 직경을 갖게 된다.A connection part to which both cores of the superconducting cable are connected is provided in a space where the liquid refrigerant is accommodated inside the intermediate connection structure. The connection part to which both cores are connected includes a former inside the superconducting cable, a superconducting wire constituting the superconducting layer disposed around the former, an insulating layer surrounding the superconducting layer, and a superconducting wire constituting the superconducting shielding layer disposed around the insulating layer. etc. are interconnected, and the connecting portion has a length and an enlarged diameter required for the connection.

그리고 초전도 케이블의 냉각부에 액상 냉매가 공급되는 경우 수축이 발생되는 구성으로 포머와 상기 냉각부를 구획하는 내부 금속관 및 상기 진공부를 구획하는 외부 금속관 정도를 고려할 수 있다.In addition, when a liquid refrigerant is supplied to the cooling part of the superconducting cable, contraction occurs, and an inner metal tube partitioning the former and the cooling part and an outer metal tube partitioning the vacuum part may be considered.

포머는 코어부의 중심부에 배치되고 초전도층과 초전도 차폐층 사이에 절연층이 구비된다. 절연층은 크라프트지 또는 PPLP 재질의 절연지를 사용할 수 있으며, 절연지를 복수 회 권선하는 방식으로 구성될 수 있다.The former is disposed in the center of the core part, and an insulating layer is provided between the superconducting layer and the superconducting shielding layer. The insulating layer may use insulating paper made of kraft paper or PPLP material, and may be configured by winding the insulating paper a plurality of times.

따라서, 초전도 케이블의 코어부와 내부 금속관 사이로 액상 냉매가 공급되면, 전술한 코어의 구성요소인 포머, 내부 금속관 및 외부 금속관은 냉각 속도에 큰 편차가 발생된다. 특히 액상 냉매의 주입속도가 빠를수록 그 편차는 크다. 즉, 포머는 액상 냉매가 직접 접촉되는 내부 금속관과 달리 절연층에 의하여 냉각이 완충될 수 있으므로 서서히 냉각되고, 상기 내부 금속관은 액상 냉매와 직접 맞닿게 되므로 가장 빠르게 냉각되며, 상기 외부 금속관은 상기 내부 금속관과 단열층 및 진공부를 사이에 두고 이격되며, 외부의 상온의 영향을 많이 받으므로 냉각은 거의 되지 않는다. 이로 인해 포머, 내부 및 외부 금속관 간의 냉각 속도들의 차이가 발생되는 것으로 이해될 수 있다.Therefore, when the liquid refrigerant is supplied between the core of the superconducting cable and the inner metal tube, the former, which are components of the core, and the inner metal tube and the outer metal tube, have large variations in cooling rates. In particular, the faster the injection speed of the liquid refrigerant, the larger the deviation. That is, unlike the inner metal tube in direct contact with the liquid refrigerant, the former cools slowly because the cooling can be buffered by the insulating layer, and the inner metal tube is cooled most quickly because it comes in direct contact with the liquid refrigerant, and the outer metal tube is the inner metal tube. It is spaced between the metal tube, the insulation layer, and the vacuum part, and it is hardly cooled because it is greatly affected by the external room temperature. It can be understood that this causes a difference in cooling rates between the former and the inner and outer metal tubes.

이 경우, 중간 접속구조 내에서는 급속하게 냉각되어 빠르게 수축되는 초전도 케이블의 내부 금속관과 연결된 내부 하우징이, 상대적으로 천천히 냉각되어 서서히 수축되는 코어부의 접속부 등과 충돌하는 등의 기계적 간섭 현상이 발생될 수 있다. In this case, in the intermediate connection structure, mechanical interference may occur, such as collision between the inner housing connected to the inner metal tube of the superconducting cable, which is rapidly cooled and rapidly contracted, and the connection part of the core part, which is cooled relatively slowly and contracts slowly. .

이러한 코어의 접속부와 중간 접속구조의 내부 구성과의 간섭이 발생되면 접속부 최외부에서 접속되는 초전도 차폐층 등의 초전도 선재 등을 손상시키는 등의 치명적 문제가 발생될 수 있다. 특히, 포설길이가 길어질수록 수축거리의 편차가 더우 커져 이러한 문제가 더욱 심각하다.When interference occurs between the connection part of the core and the internal structure of the intermediate connection structure, a fatal problem such as damage to superconducting wires such as a superconducting shielding layer connected at the outermost part of the connection part may occur. In particular, as the length of installation increases, the deviation of the contraction distance increases, making this problem more serious.

따라서, 초전도 전력 시스템에서 액상 냉매가 최초로 공급되는 경우, 초전도 케이블 또는 중간 접속구조에서 발생되는 냉각 수축에 따른 문제점에 대한 해결책이 필요하다.Therefore, when a liquid refrigerant is initially supplied in a superconducting power system, a solution to a problem caused by cooling contraction occurring in a superconducting cable or an intermediate connection structure is required.

본 발명은 초전도 전력 시스템에 액상 냉매가 공급되는 경우 초전도 케이블과 중간 접속구조에서 발생되는 수축을 억제하여 수축에 의한 초전도 케이블 및 중간 접속구조의 손상을 방지할 수 있는 중간 접속구조를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.The present invention solves the problem of providing an intermediate connection structure capable of preventing damage to a superconducting cable and an intermediate connection structure by suppressing shrinkage generated in a superconducting cable and an intermediate connection structure when a liquid refrigerant is supplied to a superconducting power system. do what you want to do.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 포머, 초전도 도체층, 절연층 및 초전도 차폐층이 순차적으로 구비되는 코어부; 상기 코어부 외측에 냉각유로를 통한 액상 냉매로 코어부를 냉각시키는 냉각부를 수용하는 내부 금속관; 및, 상기 내부 금속관 외측을 감싸는 진공부를 구획하는 외부 금속관;을 포함하는 초전도 케이블 간의 중간 접속하기 위한 중간 접속구조에 있어서, 상기 초전도 케이블의 양 코어부가 내부에서 접속되며, 상기 초전도 케이블의 내부 금속관와 연결되어 액상 냉매를 수용하기 위한 내부 하우징, 상기 내부 하우징 외측을 진공 단열하기 위한 외부 하우징 및, 일단은 상기 초전도 케이블의 외부 금속관에 고정되고, 타단은 상기 외부 하우징에 고정되는 수축 방지부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 초전도 케이블의 중간 접속구조를 제공할 수 있다.In order to solve the above problems, the present invention provides a core portion sequentially provided with a former, a superconducting conductor layer, an insulating layer and a superconducting shielding layer; an inner metal tube accommodating a cooling unit cooling the core unit with a liquid refrigerant passing through a cooling passage outside the core unit; and an outer metal tube defining a vacuum part surrounding the outer side of the inner metal tube. In the intermediate connection structure for intermediate connection between superconducting cables, both cores of the superconducting cable are internally connected, and the inner metal tube of the superconducting cable An inner housing connected to accommodate the liquid refrigerant, an outer housing for vacuum insulating the outside of the inner housing, and a shrinkage prevention member having one end fixed to the outer metal tube of the superconducting cable and the other end fixed to the outer housing It is possible to provide an intermediate connection structure of a superconducting cable, characterized in that.

또한, 상기 내부 하우징과 상기 외부 하우징은 어느 하나의 초전도 케이블의 내부 금속관을 통해 액상 냉매가 공급되는 경우 초전도 케이블의 내부 금속관과 연결된 내부 하우징이 액상 냉매의 공급방향과 반대방향으로 수축되는 수축력이 상기 외부 하우징에 공유되도록 상기 내부 하우징의 외면과 상기 외부 하우징의 내면을 연결하여 고정하는 고정부재를 더 포함할 수 있다.In addition, when the inner housing and the outer housing are supplied with liquid refrigerant through the inner metal pipe of any one superconducting cable, the inner housing connected to the inner metal pipe of the superconducting cable contracts in the direction opposite to the supply direction of the liquid refrigerant. A fixing member connecting and fixing an outer surface of the inner housing and an inner surface of the outer housing may be further included so as to be shared with the outer housing.

여기서, 상기 수축 방지부재는 상기 초전도 케이블의 내부 금속관, 상기 내부 금속관과 연결된 상기 내부 하우징 및 상기 내부 하우징과 상기 고정부재로 연결된 상기 외부 하우징이 액상 냉매의 공급방향과 반대방향으로 수축되려는 수축력을 지지할 수 있다.Here, the shrinkage preventing member supports a contraction force for shrinking of the inner metal tube of the superconducting cable, the inner housing connected to the inner metal tube, and the outer housing connected to the inner housing by the fixing member in a direction opposite to the supply direction of the liquid refrigerant. can do.

그리고, 상기 수축 방지부재는 단면이 ?ㄱ? 자 형태인 링 형상으로 구성될 수 있다.And, the cross-section of the shrinkage prevention member ?a? It may be configured in a ring shape which is a ruler shape.

상기 중간 접속구조의 내부 하우징을 감싸는 외부 하우징의 내부의 진공영역은 이원화될 수 있다.A vacuum area inside the outer housing surrounding the inner housing of the intermediate connection structure may be divided into two parts.

또한, 상기 초전도 케이블의 외부 금속관은 상기 중간 접속구조의 내부 하우징과 내부 주름관으로 연결되어 내부에 상기 초전도 케이블의 외부 금속관 내측의 진공부와 연통되는 제1 진공영역을 형성하고, 상기 중간 접속구조의 외부 하우징과 외부 주름관으로 연결되어 내부에 제2 진공영역을 형성할 수 있다.In addition, the outer metal tube of the superconducting cable is connected to the inner housing of the intermediate connection structure by an inner corrugated tube to form a first vacuum region communicating with the vacuum part inside the outer metal tube of the superconducting cable, and the intermediate connection structure It is connected to the outer housing and the outer corrugated pipe to form a second vacuum region therein.

그리고, 상기 제1 진공영역은 상기 중간 접속구조의 내부 하우징의 양단 영역을 감싸고 상기 초전도 케이블의 진공부와 연통되며, 상기 제2 진공영역은 상기 중간 접속구조 내부 하우징의 원주면을 감쌀 수 있다.The first vacuum region may surround both end regions of the inner housing of the intermediate connection structure and communicate with the vacuum portion of the superconducting cable, and the second vacuum region may cover a circumferential surface of the inner housing of the intermediate connection structure.

그리고, 상기 초전도 케이블의 외부 금속관은 상기 내부 주름관과 상기 외부 주름관은 연결부재로 연결될 수 있다.In addition, the outer metal tube of the superconducting cable may be connected to the inner corrugated tube and the outer corrugated tube by a connecting member.

또한, 상기 수축 방지부재의 인장강도는 상기 초전도 케이블의 외부 금속관의 인장강도보다 클 수 있다.Also, the tensile strength of the anti-shrinkage member may be greater than that of the outer metal tube of the superconducting cable.

여기서, 상기 수축방지부재의 수직방향 높이가 수평방향 폭보다 클 수 있다.Here, the height of the anti-contraction member in a vertical direction may be greater than the width in a horizontal direction.

또한, 상기 과제를 해결하기 위하여, 초전도 도체층을 포함하는 코어부, 상기 코어부 외측에 냉각유로를 통한 액상 냉매로 코어부를 냉각시키는 냉각부를 수용하는 내부 금속관 및 상기 내부 금속관 외측을 감싸는 진공부를 구획하는 외부 금속관을 포함하는 초전도 케이블 간의 중간 접속하기 위한 중간 접속구조에 있어서, 상기 내부 금속관과 상기 외부 금속관의 수축량 차이에 의한 접속구조의 파손을 방지하기 위하여, 일단은 상기 초전도 케이블의 외부 금속관에 고정되고, 타단은 상기 중간 접속구조의 외형을 구성하며 그 내부를 진공 단열하기 위한 외부 하우징에 고정되는 수축 방지부재를 포함할 수 있다.In addition, in order to solve the above problems, a core part including a superconducting conductor layer, an inner metal tube accommodating a cooling part for cooling the core part with a liquid refrigerant through a cooling passage outside the core part, and a vacuum part surrounding the outside of the inner metal tube In an intermediate connection structure for intermediate connection between superconducting cables including an outer metal tube dividing the outer metal tube, one end is attached to the outer metal tube of the superconducting cable in order to prevent damage to the connection structure due to a difference in shrinkage between the inner metal tube and the outer metal tube. It is fixed, and the other end may include a shrinkage prevention member fixed to an outer housing for constituting an outer shape of the intermediate connection structure and vacuum insulating the inside thereof.

이 경우, 상기 초전도 케이블의 양 코어부가 내부에서 접속되며, 상기 초전도 케이블의 내부 금속관와 연결되어 액상 냉매를 수용하기 위한 내부 하우징을 더 포함하고, 초전도 케이블의 내부 금속관과 연결된 내부 하우징이 액상 냉매의 공급방향과 반대방향으로 수축되는 수축력이 상기 외부 하우징에 공유되도록 상기 내부 하우징의 외면과 상기 외부 하우징의 내면을 연결하여 고정하는 고정부재를 더 포함할 수 있다.In this case, both cores of the superconducting cable are internally connected, and further include an inner housing connected to the inner metal tube of the superconducting cable to accommodate the liquid refrigerant, and the inner housing connected to the inner metal tube of the superconducting cable to supply the liquid refrigerant. A fixing member connecting and fixing an outer surface of the inner housing and an inner surface of the outer housing may be further included so that the contraction force contracted in the opposite direction is shared with the outer housing.

본 발명에 따른 초전도 케이블의 중간 접속구조에 따르면, 본 발명은 초전도 전력 시스템에 액상 냉매가 공급되는 경우 초전도 케이블과 중간 접속구조에서 발생되는 수축을 억제하여 수축에 의한 초전도 케이블 및 중간 접속구조의 손상을 방지할 수 있는 중간 접속구조를 제공할 수 있다.According to the intermediate connection structure of the superconducting cable according to the present invention, when the liquid refrigerant is supplied to the superconducting power system, the superconducting cable and the intermediate connection structure are prevented from shrinking, thereby preventing damage to the superconducting cable and the intermediate connection structure. It is possible to provide an intermediate connection structure that can prevent the

본 발명에 따른 초전도 케이블의 중간 접속구조는 시공 상의 오차를 상쇄하기 위하여 케이블과 접속함을 주름관으로 연결하는 경우에도 냉매 공급에 의한 수축 발생시 발생될 수 있는 부품 등의 손상 등을 수축 방지부재를 통해 방지할 수 있으므로 시스템의 안정성이 향상되는 효과를 얻을 수 있다.The intermediate connection structure of the superconducting cable according to the present invention prevents damage to parts, etc. that may occur when shrinkage occurs due to the supply of refrigerant through a shrinkage prevention member even when the cable and the junction box are connected with a corrugated pipe to offset errors in construction. It can be prevented, so the effect of improving the stability of the system can be obtained.

도 1은 본 발명에 따른 초전도 케이블의 중간 접속구조를 포함하여 구성되는 초전도 전력 시스템의 간략한 구성도를 도시한다.
도 2은 본 발명에 따른 초전도 선재가 적용된 초전도 케이블의 단계별 탈피된 사시도를 도시한다.
도 3는 도2에 도시된 초전도 케이블의 단면도를 도시한다.
도 4는 본 발명에 따른 중간 접속구조의 단면도를 도시한다.
도 5는 도 4에 도시된 중간 접속구조에 접속된 초전도 케이블 중 일측 초전도 케이블을 통해 액상 냉매가 공급되는 경우 수축 방지부재에 의하여 초전도 케이블의 코어와 내부 금속관 및 중간 접속구조를 구성하는 내부 하우징의 수축이 차단된 상태를 도시한다.
1 shows a simplified configuration diagram of a superconducting power system including an intermediate connection structure of a superconducting cable according to the present invention.
FIG. 2 shows a perspective view of a superconducting cable to which a superconducting wire according to the present invention is applied step by step.
FIG. 3 shows a cross-sectional view of the superconducting cable shown in FIG. 2;
4 shows a cross-sectional view of an intermediate connection structure according to the present invention.
5 is a view of the core of the superconducting cable, the inner metal tube, and the inner housing constituting the intermediate connection structure by the contraction preventing member when liquid refrigerant is supplied through one superconducting cable of the superconducting cables connected to the intermediate connection structure shown in FIG. It shows a state in which contraction is blocked.

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, preferred 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 will be thorough and complete, and the spirit of the present invention will be sufficiently conveyed to those skilled in the art. Like reference numbers indicate like elements throughout the specification.

도 1은 본 발명에 따른 초전도 케이블의 중간 접속구조(2000)를 포함하여 구성되는 초전도 전력 시스템의 간략한 구성도를 도시한다.1 shows a simplified configuration diagram of a superconducting power system including an intermediate connection structure 2000 of a superconducting cable according to the present invention.

초전도 전력 시스템은 미리 결정된 길이를 갖는 초전도 케이블(1000), 상기 초전도 케이블의 각각의 일단이 접속되어 상온 영역으로 전력이 공급되도록 하는 종단 접속함(3000)을 포함하고, 전력 시스템의 전체 구간의 길이에 따라 초전도 케이블을 중간 접속하기 위한 중간 접속구조(2000)를 포함하여 구성될 수 있다.The superconducting power system includes a superconducting cable 1000 having a predetermined length, a termination box 3000 to which each end of the superconducting cable is connected to supply power to a room temperature region, and the length of the entire section of the power system. According to this, it may be configured to include an intermediate connection structure 2000 for intermediately connecting the superconducting cables.

초전도 전력 시스템은 초전도 케이블의 냉각 유로를 통해 액상 냉매를 공급하여 극저온 환경을 유지하므로, 초전도 케이블, 중간 접속구조(2000) 및 종단 접속함을 순환하는 냉각 유로와 별도로 구비되는 냉매 냉각장치(미도시) 등을 구비할 수 있다.Since the superconducting power system maintains a cryogenic environment by supplying liquid refrigerant through the cooling passage of the superconducting cable, a refrigerant cooling device (not shown) is provided separately from the cooling passage circulating the superconducting cable, the intermediate connection structure (2000), and the termination box. ), etc. may be provided.

초전도 전력 시스템을 통해 전력을 공급하기 전에 초전도 케이블은 극저온 환경을 먼저 형성해야 하며, 이 경우 중간 접속구조(2000)에서 접속된 초전도 케이블 중 특정 초전도 케이블의 냉각부로 액상 냉매가 공급되기 시작한다.Before power is supplied through the superconducting power system, the superconducting cable must first form a cryogenic environment. In this case, liquid refrigerant starts to be supplied to the cooling part of a specific superconducting cable among the superconducting cables connected in the intermediate connection structure 2000.

초전도 케이블은 내부의 포머, 내부 금속관 및 외부 금속관 등은 냉각시 수축이 크게 발생되는 구성일 수 있으나, 도 2 및 도 3을 참조하여 설명하는 초전도 케이블의 구성을 통해 확인할 수 있듯이, 액상 냉매에 의한 냉각과정에서 냉각 속도 또는 수축 속도의 차이가 발생될 수 있다.The superconducting cable may have a configuration in which the internal former, the internal metal tube, and the external metal tube greatly shrink during cooling, but as can be seen through the configuration of the superconducting cable described with reference to FIGS. 2 and 3, the liquid refrigerant In the cooling process, a difference in cooling rate or shrinkage rate may occur.

이하 도 2를 참조하여, 초전도 케이블의 구조를 설명한다.Referring to FIG. 2, the structure of the superconducting cable will be described.

도 2은 본 발명에 따른 초전도 선재가 적용된 초전도 케이블의 단계별 탈피된 사시도를 도시한다.FIG. 2 shows a perspective view of a superconducting cable to which a superconducting wire according to the present invention is applied step by step.

도 2에 도시된 초전도 케이블은 포머(110), 상기 포머(110) 외부를 감싸도록 상기 포머(110)의 길이방향으로 나란히 배치되는 복수 개의 초전도 선재를 포함하는 적어도 2층 이상의 초전도 도체층(130), 상기 초전도 도체층(130)을 감싸는 절연 테이프(140), 상기 절연 테이프(140) 외부를 감싸도록 상기 포머(110)의 길이방향으로 나란히 배치되는 복수 개의 초전도 선재를 포함하여 구성되는 적어도 2층 이상의 초전도 차폐층(180)을 포함하는 코어부(100), 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 진공부(500), 상기 진공부(500) 외측에 구비되는 외부 금속관(600) 및, 상기 외부 금속관(600) 외측에 구비되어 시스층을 형성하는 외부자켓(700)를 포함할 수 있다.The superconducting cable shown in FIG. 2 includes a former 110 and at least two or more superconducting conductor layers 130 including a plurality of superconducting wires disposed side by side in the longitudinal direction of the former 110 so as to surround the outside of the former 110. ), an insulating tape 140 surrounding the superconducting conductor layer 130, and a plurality of superconducting wires arranged side by side in the longitudinal direction of the former 110 so as to wrap the outside of the insulating tape 140. At least two A core portion 100 including a superconducting shielding layer 180 of one or more layers, provided outside the core portion 100 to cool the core portion 100, and a liquid phase for cooling the core portion 100 A cooling unit 200 having a refrigerant flow path for a refrigerant, an inner metal tube 300 provided outside the cooling unit 200, and a heat insulating material 401 provided outside the inner metal tube 300, wound in several layers. A heat insulating part 400 forming a heat insulating layer, a vacuum part 500 having a plurality of spacers 560 at spaced positions outside the heat insulating part 400 in order to vacuum insulate the cooling part 200, An external metal pipe 600 provided outside the vacuum unit 500 and an external jacket 700 provided outside the external metal pipe 600 to form a sheath layer may be included.

순차적으로 초전도 케이블을 구성하는 각각의 구성요소를 검토하면 다음과 같다. 상기 포머(110)는 납작하고 납작하고 긴 초전도 선재를 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) 도체 소선(111)들을 원형으로 압축한 형태를 가질 수 있다.Each component constituting the superconducting cable is sequentially reviewed as follows. The former 110 serves as a frame for forming a shape as well as providing a place to mount a flat, flat and long superconducting wire around the former 110, and can be a path through which fault current flows. The former 110 may have a shape in which a plurality of copper (Cu) conductor wires 111 having a circular cross section are compressed into a circular shape.

구체적으로, 기본적으로 포머(110)는 둥근 원통형상으로 되었어, 납작하고 긴 초전도 선재를 올리기 위한 틀 역할을 한다. 상기 포머(110)의 직경은 초전도 선재의 폭을 고려하여 초전도 선재가 들뜨지 않고 초전도 선재끼리 포머(110)에 올렸을 때 최대한 원형에 가까운 구조로 이루어질 수 있도록 정해진다. Specifically, the former 110 basically has a round cylindrical shape, and serves as a frame for placing a flat and long superconducting wire. The diameter of the former 110 is determined in consideration of the width of the superconducting wire so that the superconducting wire does not lift and when the superconducting wire is placed on the former 110, the structure is as close to a circular shape as possible.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 포머는 중심부가 꽉찬 형태로 구성될 수도 있으나, 상기 포머(110)는 중공의 파이프 형상으로 이루어져 초전도 선재를 올리기 위한 틀의 역할과 동시에 내부에 냉매가 이동하기 위한 경로 역할을 하도록 구성될 수 있으며, 포머를 구성하는 각각의 도체 소선(111)들은 구리 등으로 구성될 수 있으며, 각각의 소선을 각각의 초전도 선재와 병렬연결을 함으로써, 전력계통에서 전력 시스템의 단락(??치, 번개, 절연 파괴 등)으로 인한 고장전류 발생시 귀로도체 역할을 하도록 구성할 수도 있다. As shown in FIGS. 2 and 3, the former may be configured in a form with a full center, but the former 110 is formed in a hollow pipe shape and serves as a frame for raising the superconducting wire and at the same time contains a refrigerant therein. It can be configured to serve as a path for movement, and each of the conductor wires 111 constituting the former can be made of copper, etc., and by connecting each wire in parallel with each superconducting wire, power in the power system It can also be configured to act as a return conductor in the event of a fault current due to a short circuit in the system (??, lightning, insulation breakdown, etc.).

그러나 본 발명에서는 포머는 충실형으로 구성된 예를 중점적으로 설명한다.However, in the present invention, an example in which the former is composed of a solid type will be mainly described.

전력계통에서 고장전류 발생시 귀로도체의 역할은 도체 소선(111)으로 구성되는 포머 이외에도 후술하는 바와 같이 각각의 초전도 선재에 부착되며, 상온에서 통전성이 있는 금속 재질의 통전 레이어가 존재한다. 상기 통전 레이어는 금속 재질의 테이프 형태일 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 후술한다.When a fault current occurs in the power system, the role of the return conductor is a conductive layer made of metal that is attached to each superconducting wire and has conductivity at room temperature, as will be described later, in addition to the former composed of the conductor wire 111. The conducting layer may be in the form of a metal tape. A detailed description of this will be given later.

고장전류의 용량에 따라 소선을 구성하는 구리 등의 도체 단면적이 정해질 수 있으며, 고압일 경우 구리 소선을 원형으로 압축하여, 연선한 형태로 이루어질 수 있다.Depending on the capacity of the fault current, the cross-sectional area of a conductor such as copper constituting the wire may be determined, and in the case of high voltage, the copper wire may be compressed into a circular shape to form a twisted wire.

상기 포머(110)를 구성하는 여러 가닥의 단면 원형의 도체 소선(111)들을 원형으로 압축한 연선의 형태를 이루기 때문에 포머(110)의 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.The surface of the former 110 is inevitably convex because it forms a twisted pair by compressing several strands of circular cross-sectional circular conductor wires 111 constituting the former 110 into a circular shape. Accordingly, the smoothing layer 120 may be coated on the outside of the former 110 to smooth the convex surface of the former 110 . For the smoothing layer 120, a material such as semiconductive carbon paper or brass tape may be used.

상기 평활층(120)과 초전도 도체층(130) 사이에는 도면에 도시되지 않았으나 쿠션층이 더 구비될 수 있다. 상기 쿠션층은 반도전 카본지 테이프를 이용하여, 초전도 도체층을 보호하기 위하여 구비될 수 있다.Although not shown in the drawings, a cushion layer may be further provided between the smoothing layer 120 and the superconducting conductor layer 130 . The cushion layer may be provided to protect the superconducting conductor layer using a semiconducting carbon paper tape.

상기 평활층(120)에 의하여 평탄화된 상기 포머(110) 외측에 복수 개의 초전도 선재(131)로 둘러싸여 층이 형성되는 제1 초전도 도체층(130a)이 구비될 수 있다. 제1 초전도 도체층(130a)은 복수 개의 초전도 선재가 나란히 인접하여 상기 평활층(120) 둘레를 감싸도록 설치될 수 있다.A first superconducting conductor layer 130a formed as a layer surrounded by a plurality of superconducting wires 131 may be provided outside the former 110 flattened by the smoothing layer 120 . The first superconducting conductor layer 130a may be installed such that a plurality of superconducting wires are adjacent to each other and surround the smooth layer 120 .

또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 초전도 케이블을 통해 송전 또는 배전하려는 전류의 용량에 따라 초전도 도체층(130)은 복층으로 구성할 수도 있다.In addition, as shown in FIG. 2 , the superconducting conductor layer 130 may be configured in multiple layers according to the capacity of 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 절연 테이프(140)가 구비될 수 있다. 상기 절연 테이프(140)는 적층되는 초전도 도체층(130a, 130b) 사이에 배치되어 초전도 도체층(130a, 130b)을 상호 절연시켜 적층된 초전도 선재의 표피효과를 방지할 수 있다. 상기 절연 테이프(140)에 의하여 복층으로 적층된 초전도 도체층들의 통전 방향이 일치될 수 있다.The embodiment shown in FIG. 2 shows 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 this problem, when a multi-layered superconducting conductor layer is provided, an insulating tape 140 may be provided between the superconducting conductor layers 130a and 130b. The insulating tape 140 is disposed between the stacked superconducting conductor layers 130a and 130b to insulate the superconducting conductor layers 130a and 130b from each other, thereby preventing the skin effect of the stacked superconducting wires. Conducting directions of the multi-layered superconducting conductor layers may be matched by the insulating tape 140 .

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, the superconducting conductor layer 130 is an example composed of two layers, a first superconducting conductor layer 130a and a second superconducting conductor layer 130b. A conductor layer may be provided.

그리고, 각각의 초전도 도체층(130a, 130b)을 구성하는 각각의 초전도 선재는 포머(110)를 구성하는 각각의 소선들과 병렬 연결될 수 있다. 초전도 선재로 흐르던 전류가 단락(??치, 번개, 절연 파괴, 초전도 조건의 파괴 등) 등의 사고시에 포머(110)의 소선으로 사고 전류가 분류되도록 하기 위함이다. 이와 같은 방법으로 초전도 선재의 발열 또는 손상 등을 방지할 수 있다.In addition, each superconducting wire constituting each of the superconducting conductor layers 130a and 130b may be connected in parallel to each element constituting the former 110 . This is to ensure that the current flowing through the superconducting wire is divided into the wires of the former 110 in case of an accident such as a short circuit (??, lightning, insulation breakdown, destruction of superconducting conditions, etc.). In this way, heat generation or damage of the superconducting wire can be prevented.

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. 구체적으로, 초전도 선재의 모서리 부분에서 발생하는 전계 집중을 완화하고, 전계 분포를 고르게 하기 위해 구비될 수 있다. 이는 후술하는 외부 반도전층(170) 역시 마찬가지이다.An internal semiconducting layer 150 may be provided on the outside of the second superconducting conductor layer 130b provided outside the first superconducting conductor layer 130a. The inner semiconducting layer 150 may be provided to alleviate electric field concentration in each region of the superconducting conductor layer 130 and to make the surface electric field uniform. Specifically, it may be provided to alleviate the concentration of the electric field generated at the corner of the superconducting wire and to make the electric field distribution even. This is also true of the outer semiconducting layer 170 to be described later.

상기 내부 반도전층(150)은 반도전 테이프가 권선되는 방식으로 구비될 수 있다.The internal 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 초전도 선재의 초전도성을 위하여 극저온으로 냉각되고, 극저온에서는 XLPE가 파손되어 절연 파괴되는 문제점이 있고, 오일 방식(oil filled cable)은 환경 문제 등이 발생될 수 있으므로, 본 발명의 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 dielectric strength of the superconducting cable. In general, XLPE (Cross Linking-Polyethylene) or oil-filled cables are used to insulate high-voltage cables, but superconducting cables are cooled to cryogenic temperatures for superconductivity of superconducting wires, and XLPE is damaged at cryogenic temperatures to cause insulation breakdown. There are problems, and since an oil-filled cable may cause environmental problems, etc., the superconducting cable of the present invention can use insulating paper made of ordinary paper as the insulating layer 160, and the insulating layer 160 It may be configured in a manner of winding the insulating paper a plurality of times.

상기 절연지는 크라프트지나 PPLP(Polypropylene Laminated Paper)가 주로 사용된다. 다양한 지절연 물질 중 초전도 케이블의 경우 권선의 용이성과 절연내력 특성 고려하여 PPLP 절연지가 사용된다.Kraft paper or PPLP (Polypropylene Laminated Paper) is mainly used for the insulating paper. Among various low-insulation materials, in the case of superconducting cables, PPLP insulation paper is used in consideration of ease of winding and dielectric strength characteristics.

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 external semiconducting layer 170 may be provided outside the insulating layer 160 . The outer semiconducting layer may also be provided to alleviate the electric field concentration in each region of the superconducting conductor layer 130 and to make the surface electric field even, and the outer semiconducting layer 170 may also be provided in a manner in which a semiconducting tape is wound. .

초전도 케이블의 코어부 내부에 위치하는 포머(110)은 두꺼운 상기 절연층(160) 등에 의하여, 냉각부로 액상 냉매가 공급되는 경우 냉각 속도가 완충되는 효과가 발생될 수 있다. 이는 후술하는 바와 같이 중간 접속구조(2000)를 통해 접속되는 양 초전도 케이블의 접속부(2100)가 초전도 케이블의 내부 금속관과 연결되는 내부 하우징(2200) 등과 물리적 충돌을 야기할 수 있으므로 이를 해결하는 방법이 필요하다. 이에 대한 설명은 후술한다.The former 110 located inside the core of the superconducting cable may have an effect of buffering the cooling rate when liquid refrigerant is supplied to the cooling unit by the thick insulating layer 160 or the like. This is because, as will be described later, the connection part 2100 of both superconducting cables connected through the intermediate connection structure 2000 may cause a physical collision with the inner housing 2200 connected to the inner metal tube of the superconducting cable. need. A description of this will be given later.

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 초전도 선재를 각각 원주방향으로 나란히 배치할 수 있다.Also, a superconducting shielding layer 180 may be provided outside the outer semiconducting layer 170 . A method of forming the superconducting shielding layer 180 may be the same as the method of forming the superconducting conductor layer 130 . If the surface of the outer semiconducting layer 170 is uneven, a smoothing layer (not shown) may be provided if necessary, and superconducting wires for forming the superconducting shielding layer 180 are placed outside the smoothing layer in a circumferential direction, respectively. can be placed side by side.

2세대 초전도 선재로 구성된 차폐층에 통전되는 전류는 초전도 도체층에 흐르는 전류의 약 95% 정도가 되도록 설계하여 누설자계의 최소화가 가능할 수 있다.The current flowing through the shielding layer composed of second-generation superconducting wires may be designed to be about 95% of the current flowing through the superconducting conductor layer, thereby minimizing the leakage field.

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 역할 및 코어부(100)의 모든 구성물을 결속해 주는 역할을 수행하며, SUS 재질 등의 금속 테이프로 구성될 수 있다.A core exterior layer 190 serving as an exterior for the core unit 100 may be provided outside the superconducting shielding layer 180 . The core exterior layer 190 may include various types of tapes or binders, and serves to bind all components of the core unit 100 and an exterior role so that the core unit 100 can be exposed to a cooling layer to be described later. It performs, and may be composed of a metal tape such as SUS material.

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 can be constructed. In FIGS. 2 and 3, the smoothing layer and the semiconducting layer are shown as being composed of a single layer of the same material, but various auxiliary layers as needed. may be added.

상기 코어부(100) 외측에는 냉각부(200)가 구비될 수 있다. 상기 냉각부(200)는 상기 코어부(100)의 초전도 선재를 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 코어부(100)에 구비되는 초전도 선재의 초전도 조건인 극저온이 유지되도록 할 수 있다.A cooling unit 200 may be provided outside the core unit 100 . The cooling unit 200 may be provided to cool the superconducting wire of the core unit 100, and a liquid refrigerant circulation path may be provided inside the cooling unit 200. Liquid nitrogen may be used as the liquid refrigerant, and the liquid refrigerant (liquid nitrogen) circulates through the refrigerant passage in a cooled state to have a temperature of -200 degrees below zero and is provided in the core part 100 inside the cooling part. It is possible to maintain a cryogenic temperature, which is a superconducting condition of a superconducting wire material.

상기 냉각부(200)에 구비되는 냉각유로는 일방향으로 액상 냉매가 흐르도록 할 수 있으며, 초전도 케이블의 종단 접속함 또는 중간 접속구조(2000) 등에서 회수되어 재냉각되어 다시 상기 냉각부(200)의 냉각유로로 공급될 수 있다.The cooling passage provided in the cooling unit 200 can allow the liquid refrigerant to flow in one direction, and is recovered from the termination box of the superconducting cable or the intermediate connection structure 2000 and re-cooled to cool the cooling unit 200 again. It can be supplied to the cooling passage.

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 케이블의 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 for 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 manufacturing and transportation, and during installation, since the cable wound around the drum is unfolded and installed, 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 코러게이션(Corrugation) 굴곡 구조를 가지며, 상기 내부 금속관(300)은 알루미늄 등의 재질로 구성될 수 있다.An internal metal tube 300 may be provided in order to maintain initial performance even when such mechanical stress is applied. Therefore, the inner metal pipe 300 has a corrugation bending structure in which elevation and depression are repeated in the longitudinal direction of the superconducting cable in order to reinforce rigidity against mechanical stress. The inner metal pipe 300 is made of a material such as aluminum may consist of

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 at 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.

따라서, 냉각부(200)를 구획하는 내부 금속관(300)을 통해 액상 냉매가 공급되기 시작하면 상기 내부 금속관(300)은 전술한 코어부(100)의 포머(110) 또는 후술하는 외부 금속관(600) 보다 빠르게 냉각되어 냉각에 의한 수축 현상이 발생될 수 있다.Therefore, when the liquid refrigerant starts to be supplied through the inner metal tube 300 that partitions the cooling unit 200, the inner metal tube 300 becomes the former 110 of the core unit 100 described above or the outer metal tube 600 described later. ) is cooled more quickly, and shrinkage caused by cooling may occur.

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, 상기 내부 금속관(300) 측으로 열침입이 발생되는 것을 차단하기 위하여 구비될 수 있다.In addition, the outer circumferential surface of the inner metal tube 300 may be provided with a heat insulating part 400 including a heat insulating layer in which a heat insulating material thinly coated with a high reflectance metal film and a polymer having low thermal conductivity is wound in several layers. The heat insulation layer constitutes multi-layer insulation (MLI) and may be provided to block heat intrusion into the inner metal pipe 300.

특히, 상기 내부 금속관(300)이 금속 재질로 구성되므로 전도에 의한 열침입 또는 열교환이 용이하므로, 상기 단열부(400)는 주로 전도에 의한 열교환 또는 열침입을 최소화할 수 있으며, 반사율이 높은 금속 필름 재질로 인하여 복사에 의한 열교환 또는 열침입을 방지하는 효과도 얻을 수 있다.In particular, since the inner metal pipe 300 is made of a metal material, heat penetration or heat exchange by conduction is easy, so that the heat insulator 400 can minimize heat exchange or heat penetration mainly by conduction, and metal having high reflectivity. Due to the film material, an effect of preventing heat exchange or heat invasion by radiation can also be obtained.

상기 단열부(400)의 층수는 열침입을 최소화 하기 위해 조절이 가능하다. 많은 층으로 구성되면 복사열 차단 효과는 높아지나, 전도열 차단 효과와 진공층의 두께가 얇아짐에 따른 대류에 의한 열차단 효과가 떨어지므로 적절한 층수를 사용하는 것이 중요하다.The number of layers of the insulator 400 can be adjusted to minimize heat intrusion. If it is composed of many layers, the radiant heat blocking effect is increased, but it is important to use an appropriate number of layers because the conductive heat blocking effect and the heat blocking effect by convection due to the thinning of the vacuum layer are reduced.

상기 단열부(400) 외측에는 진공부(500)가 구비될 수 있다. 상기 진공부(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 unit 500 may be provided outside the insulation unit 400 . The vacuum unit 500 may be provided to minimize heat transfer by convection or the like toward the insulation layer, which may occur when the insulation by the insulation unit 400 is insufficient.

상기 진공부(500)는 상기 단열부(400) 외측에 이격 공간을 형성하고, 상기 이격 공간을 진공화시키는 방법으로 형성할 수 있다.The vacuum unit 500 may be formed by forming a separation space outside the heat insulation unit 400 and vacuuming the separation space.

상기 진공부(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 진공부(500) 내의 이격 공간 그 외측에 구비되는 외부 금속관(600) 등과 상기 진공부(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 있으며, 구체적으로 초전도 케이블 또는 스페이서의 종류 또는 크기에 따라 증감될 수 있다. 도 2 및 도 3에 도시된 초전도 케이블(1000)은 4개의 스페이서가 구비되는 것으로 도시되었으나 그 개수는 증감될 수 있다.The vacuum unit 500 is a separation space provided to prevent heat intrusion due to convection or the like from the outside at room temperature toward the core unit, and may include at least one spacer 560 to form a physical separation space. The separation space in the entire area of the superconducting cable to prevent contact between the outer metal tube 600 provided outside the separation space in the vacuum unit 500 and the insulation part 400 inside the vacuum unit 500. At least two spacers 560 may be provided inside, and may be increased or decreased according to the type or size of the superconducting cable or spacer. Although the superconducting cable 1000 shown in FIGS. 2 and 3 is illustrated as having four spacers, the number may be increased or decreased.

상기 스페이서(560)는 초전도 케이블의 길이방향을 따라 배치될 수 있으며, 상기 코어부(100) 외측, 구체적으로는 상기 단열부(400)를 나선형 또는 원형으로 감싸도록 권선할 수 있다.The spacer 560 may be disposed along the longitudinal direction of the superconducting cable, and may be wound around the outside of the core part 100, specifically, the insulation part 400 in a spiral or circular shape.

상기 스페이서(560)의 개수는 본 발명의 초전도 케이블은 3개 내지 5개의 스페이서가 구비될 수 있다. 상기 스페이서는 이격 공간을 형성하여 전도에 의한 열교환을 방지할 수 있으며, 스페이서의 구조는 단층 또는 복층으로 구성될 수 있다.The number of spacers 560 may be 3 to 5 spacers in the superconducting cable of the present invention. The spacer may form a separation space to prevent heat exchange by conduction, and the structure of the spacer may be composed of a single layer or a multi-layer structure.

상기 스페이서(560)의 재질은 폴리 에틸렌(FEP, PFA, ETFE, PVC, P.E, PTFE) 재질일 수 있다.The spacer 560 may be made of polyethylene (FEP, PFA, ETFE, PVC, P.E, or PTFE).

또한, 상기 스페이서(560)은 필요에 따라 불화 폴리 에틸렌(PTFE, Poly Tetra Fluoro Ethylene) 재질로 구성되거나, 일반 수지 또는 폴리 에틸렌 재질로 구성된 뒤 표면이 불화 폴리 에틸렌 등으로 코팅될 수 있다. 이 경우, 상기 불화 폴리 에틸렌은 테프론일 수 있다.In addition, the spacer 560 may be made of fluorinated polyethylene (PTFE, Poly Tetra Fluoro Ethylene) material, or made of a general resin or polyethylene material and then coated with fluorinated polyethylene material. In this case, the fluorinated polyethylene may be Teflon.

테프론(Teflon)은 불소수지의 일종으로, 테프론은 불소와 탄소의 강력한 화학적 결합으로 인해 매우 안정된 화합물을 형성함으로써 거의 완벽한 화학적 비활성 및 내열성, 비점착성, 우수한 절연 안정성, 낮은 마찰계수 등의 특성들을 가지고 있다. 또한, 테프론은 어느 정도의 유연성을 가지므로, 상기 단열부(400)를 나선형으로 감싸며, 초전도 케이블의 길이방향으로 권선되어 배치될 수 있고, 어느 정도의 강도를 가지므로 단열부(400)와 외부 금속관(600)의 접촉을 방지하는 이격 수단으로 활용되어 진공부(500)를 구성하는 이격 공간을 물리적으로 유지하는 역할을 수행할 수 있다. 상기 스페이서(560)의 직경은 4 밀리미터(mm) 내지 8 밀리미터(mm)일 수 있다. 상기 스페이서(560)의 단면 형태는 원형, 삼각형, 사각형, 별형 등의 다양한 형태가 가능하다.Teflon is a type of fluorine resin. Teflon forms a very stable compound due to the strong chemical bond between fluorine and carbon, and has properties such as almost perfect chemical inertness, heat resistance, non-adhesiveness, excellent insulation stability, and low friction coefficient. there is. In addition, since Teflon has a certain degree of flexibility, it wraps around the insulator 400 in a spiral shape, can be wound and disposed in the longitudinal direction of the superconducting cable, and has a certain degree of strength, so that the insulator 400 and the outside It can be used as a separation means to prevent contact of the metal tube 600 and physically maintain the separation space constituting the vacuum unit 500 . The spacer 560 may have a diameter of 4 millimeters (mm) to 8 millimeters (mm). The cross-section of the spacer 560 may have various shapes such as a circular shape, a triangular shape, a square shape, and a star shape.

상기 스페이서(560)이 구비된 상기 진공부(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. 상기 스페이서(560)에 대한 자세한 설명은 뒤로 미룬다. An external metal tube 600 may be provided outside the vacuum unit 500 provided with the spacer 560 . The outer metal tube 600 may be made 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, so that the spacer 560 It is possible to form a separation space. A detailed description of the spacer 560 is deferred.

그러므로, 상기 외부 금속관(600)은 냉각부(200)를 구획하는 내부 금속관(300)을 통해 액상 냉매가 공급되기 시작하면 상기 내부 금속관(300)과 달리 단열부 또는 진공부 등에 의하여 상기 내부 금속관(300)보다 냉각 속도 또는 수축 속도가 느리게 된다. 본 발명의 초전도 케이블은 저온 금속관으로서의 내부 금속관(300)과 상온 금속관으로서의 외부 금속관(600)을 포함하며, 이는 각각 후술하는 중간 접속구조(2000)의 내부 하우징(2200) 및 외부 하우징(2300)과 연결된다.Therefore, when the liquid refrigerant starts to be supplied through the inner metal pipe 300 that partitions the cooling unit 200, the outer metal pipe 600, unlike the inner metal pipe 300, uses an insulation part or a vacuum part to form the inner metal pipe ( 300), the cooling rate or shrinkage rate becomes slower. The superconducting cable of the present invention includes an inner metal tube 300 as a low-temperature metal tube and an outer metal tube 600 as a normal-temperature metal tube, which are respectively an inner housing 2200 and an outer housing 2300 of an intermediate connection structure 2000 and Connected.

따라서, 냉매 공급에 따라 내부 금속관(300) 및 외부 금속관(600)의 냉각 속도 편차에 따른 수축량 차이는 중간 접속구조(2000)와의 연결부를 손상하는 등의 문제를 발생시킬 수 있으므로 이와 같은 문제를 해결할 필요가 있다.Therefore, the difference in shrinkage due to the cooling rate deviation of the inner metal pipe 300 and the outer metal pipe 600 according to the supply of refrigerant may cause problems such as damage to the connection portion with the intermediate connection structure 2000, so that such a problem can be solved. There is a need.

그리고, 상기 외부 금속관(600) 외측에는 초전도 케이블 내부를 보호하기 위한 외장 기능을 수행하는 외부자켓(700)가 구비될 수 있다. 상기 외부자켓은 통상적인 전력용 케이블의 외부자켓(700)를 구성하는 시스재가 사용될 수 있다. 상기 외부자켓(700)는 그 내부의 금속관(600) 등의 부식을 방지하고 외력에 의한 케이블 손상을 방지할 수 있다. 폴리에틸렌(PE) 폴리염화비닐(PVC) 등의 재질로 구성될 수 있다.Also, an outer jacket 700 performing an exterior function for protecting the inside of the superconducting cable may be provided outside the outer metal tube 600 . As the outer jacket, a sheath material constituting the outer jacket 700 of a conventional power cable may be used. The external jacket 700 can prevent corrosion of the metal pipe 600 therein and the like, and can prevent damage to the cable due to external force. It may be made of materials such as polyethylene (PE) and polyvinyl chloride (PVC).

도 4는 본 발명에 따른 중간 접속구조(2000)의 단면도를 도시한다.4 shows a cross-sectional view of an interconnection structure 2000 according to the present invention.

본 발명은 포머(110), 초전도 도체층(130), 절연층(160) 및 초전도 차폐층(180)이 순차적으로 구비되는 코어부(100), 상기 코어부(100) 외측에 냉각유로를 통한 액상 냉매로 코어부를 냉각시키는 냉각부(200)를 수용하는 내부 금속관(300), 및, 상기 내부 금속관(300) 외측을 감싸는 진공부(500)를 구획하는 외부 금속관(600)을 포함하는 초전도 케이블 간의 중간 접속하기 위한 중간 접속구조에 있어서, 상기 초전도 케이블(1000)의 양 코어부(100)가 내부에서 접속되며, 상기 초전도 케이블의 내부 금속관와 연결되어 액상 냉매를 수용하기 위한 내부 하우징(2200), 상기 내부 하우징 외측을 진공 단열하기 위한 외부 하우징(2300) 및, 일단은 상기 초전도 케이블의 외부 금속관(300)에 고정되고, 타단은 상기 외부 하우징(2300)에 고정되는 수축 방지부재(2600)를 구비하는 초전도 케이블의 중간 접속구조(2000)를 제공할 수 있다.In the present invention, the former 110, the superconducting conductor layer 130, the insulating layer 160, and the superconducting shielding layer 180 are sequentially provided in the core part 100, and through a cooling passage outside the core part 100. A superconducting cable including an inner metal tube 300 accommodating the cooling unit 200 for cooling the core unit with a liquid refrigerant, and an outer metal tube 600 partitioning the vacuum unit 500 surrounding the outer side of the inner metal tube 300. In the intermediate connection structure for intermediate connection between the superconducting cable 1000, both core parts 100 of the superconducting cable 1000 are internally connected, and the inner housing 2200 is connected to the inner metal tube of the superconducting cable to accommodate a liquid refrigerant; An outer housing 2300 for vacuum insulating the outside of the inner housing and a shrinkage prevention member 2600 having one end fixed to the outer metal tube 300 of the superconducting cable and the other end fixed to the outer housing 2300 It is possible to provide an intermediate connection structure 2000 of a superconducting cable that

본 발명에 따른 초전도 케이블의 중간 접속구조(2000)는 장거리 초전도 전력 시스템을 구성하기 위하여 미리 결정된 간격으로 초전도 케이블(1000)을 접속한다.The intermediate connection structure 2000 of superconducting cables according to the present invention connects the superconducting cables 1000 at predetermined intervals to construct a long-distance superconducting power system.

상기 중간 접속구조(2000) 내부에는 접속되는 2개의 초전도 케이블의 코어부(100)가 극저온 환경에서 상호 접속되는 접속부(2100)가 구비된다.A connection part 2100 is provided inside the intermediate connection structure 2000 to interconnect the core parts 100 of the two superconducting cables connected in a cryogenic environment.

상기 접속부(2100)에서 양 초전도 케이블의 포머, 초전도층 및 초전도 차폐층이 각각 접속되며, 상기 접속부(2100) 주변 영역은 극저온 환경을 유지하기 위하여 초전도 케이블 내측의 냉각부가 상기 접속부(2100) 주변으로 연장 및 확장되도록 구성된다..In the connection part 2100, the former, the superconducting layer, and the superconducting shielding layer of both superconducting cables are connected, respectively, and the cooling part inside the superconducting cable is moved around the connection part 2100 to maintain a cryogenic environment in the area around the connection part 2100. It is configured to extend and expand.

상기 초전도 케이블(1000) 내측의 냉각부(200)가 상기 접속부(2100) 주변으로 연장 및 확장되도록 하기 위하여 중간 접속구조(2000)는 내부 하우징(2200)을 구비한다.The intermediate connection structure 2000 includes an inner housing 2200 so that the cooling unit 200 inside the superconducting cable 1000 extends and expands around the connection unit 2100 .

상기 내부 하우징(2200)은 초전도 케이블의 코어가 접속되는 접속부(2100)가 내부에 수용되고, 초전도 케이블의 냉각부가 연장 및 확장되도록 상기 초전도 케이블의 내부 금속관(3000)과 연결된다.The inner housing 2200 accommodates the connection part 2100 to which the core of the superconducting cable is connected, and is connected to the inner metal tube 3000 of the superconducting cable so that the cooling part of the superconducting cable extends and expands.

상기 중간 접속구조(2000)를 구성하는 내부 하우징(2200) 및 외부 하우징(2300)은 스테인리스 재질로 구성될 수 있고, 상기 초전도 케이블(1000)의 내부 금속관(300) 및 외부 금속관(600)은 알루미늄 또는 스테일리스 재질로 구성될 수 있으며, 알루미늄이 적용될 경우 양 금속은 용접 등이 어려운 재질이므로, 각각의 금속관과 하우징의 접합은 이종 금속 접합을 위한 이종금속 접합부(1500a, 1500b)를 통해 접합될 수 있다. 상기 이종금속 접합부(1500a, 1500b)은 이종금속으로 구성된 접합수단으로서 미리 이종금속으로 양분된 구조로 접합된 접합수단이다.The inner housing 2200 and the outer housing 2300 constituting the intermediate connection structure 2000 may be made of stainless steel, and the inner metal tube 300 and the outer metal tube 600 of the superconducting cable 1000 are made of aluminum. Alternatively, it may be made of stainless material, and when aluminum is applied, since both metals are materials that are difficult to weld, the joint between each metal tube and the housing can be joined through dissimilar metal joints 1500a and 1500b for dissimilar metal bonding. there is. The dissimilar metal junctions 1500a and 1500b are junction means composed of dissimilar metals, which are joined in a structure in which dissimilar metals are divided in advance.

상기 초전도 케이블의 내부 금속관(300)과 연결된 중간 접속구조(2000)의 내부 하우징(2200) 내의 수용공간에 코어의 접속부(2100)가 배치된다. 상기 내부 하우징(2200) 내측은 액상 냉매가 유동하는 공간으로서 극저온 환경이 유지되어야 한다.The connection part 2100 of the core is disposed in the accommodation space within the inner housing 2200 of the intermediate connection structure 2000 connected to the inner metal tube 300 of the superconducting cable. The inside of the inner housing 2200 is a space in which liquid refrigerant flows, and a cryogenic environment must be maintained.

따라서, 본 발명에 따른 중간 접속구조(2000) 역시 초전도 케이블의 냉각부(200)와 진공부(500)와 같은 이중 구조로 극저온 환경을 유지한다.Therefore, the intermediate connection structure 2000 according to the present invention also maintains a cryogenic environment with a dual structure such as the cooling unit 200 and the vacuum unit 500 of the superconducting cable.

그러므로, 본 발명에 따른 중간 접속구조(2000)는 내부 하우징(2200) 외측을 진공 단열하기 위한 외부 하우징(2300)을 구비한다. 상기 외부 하우징(2300)은 초전도 케이블의 외부 금속관과 연결될 수 있다. Therefore, the intermediate connection structure 2000 according to the present invention includes an outer housing 2300 for vacuum insulating the outside of the inner housing 2200 . The outer housing 2300 may be connected to the outer metal tube of the superconducting cable.

그리고, 후술하는 바와 같이, 상기 중간 접속구조(2000) 내부의 진공영역은 제1 진공영역(v1)과 제2 진공영역(v2)으로 이원화되어 구성되므로 상기 초전도 케이블의 외부 금속관(600)은 상기 초전도 케이블(1000)의 외부 금속관 이외에도 초전도 케이블의 내부 금속관(300)과도 각각 주름관을 통해 연결될 수 있다.And, as will be described later, since the vacuum region inside the intermediate connection structure 2000 is composed of a first vacuum region v1 and a second vacuum region v2, the outer metal tube 600 of the superconducting cable In addition to the outer metal tube of the superconducting cable 1000, the inner metal tube 300 of the superconducting cable may also be connected through corrugated tubes.

상기 외부 하우징(2300) 내부는 진공 상태로 유지되어 내부 하우징(2200) 둘레를 진공 단열할 수 있다.The inside of the outer housing 2300 is maintained in a vacuum state so that the circumference of the inner housing 2200 may be vacuum insulated.

본 발명에 따른 중간 접속구조(2000)는 내부 하우징(2200)을 진공 단열하기 위한 진공영역을 이원화하는 특징이 있다.The intermediate connection structure 2000 according to the present invention is characterized in that the vacuum area for vacuum insulation of the inner housing 2200 is divided into two parts.

설명의 편의상 초전도 케이블(1000)의 외부 금속관 내측에 형성되는 진공부(500)와 연통되어 내부 하우징(2200)의 단부 영역을 진공 단열하는 진공 영역을 제1 진공영역(v1), 상기 원통형 내부 금속관(2200) 둘레를 감싸는 진공 영역을 제2 진공영역(v2)으로 구분한다.For convenience of description, the first vacuum region v1 is defined as a vacuum region that communicates with the vacuum portion 500 formed inside the outer metal tube of the superconducting cable 1000 and vacuum-insulates the end region of the inner housing 2200, and the cylindrical inner metal tube. (2200) The vacuum area surrounding the circumference is divided into a second vacuum area v2.

구체적으로, 상기 초전도 케이블의 외부 금속관은 상기 중간 접속구조(2000)의 내부 하우징(2200)과 내부 주름관(2400)으로 연결되어 내부에 상기 초전도 케이블의 외부 금속관 내측의 진공부와 연통되는 제1 진공영역(v1)을 형성하고, 상기 중간 접속구조(2000)의 외부 하우징(2300)과 외부 주름관(2500)으로 연결되어 내부에 제2 진공영역(v2)을 형성할 수 있다. 상기 제2 진공영역(v2)은 내부 금속관 외주면 전체적으로 확장된 영역을 의미한다.Specifically, the outer metal pipe of the superconducting cable is connected to the inner housing 2200 of the intermediate connection structure 2000 and the inner corrugated pipe 2400, and the first vacuum communicates with the vacuum part inside the outer metal pipe of the superconducting cable. An area v1 is formed, and the outer housing 2300 of the intermediate connection structure 2000 is connected to the outer corrugated pipe 2500 to form a second vacuum area v2 therein. The second vacuum region (v2) means a region that extends to the entire outer circumferential surface of the inner metal tube.

중간 접속구조(2000)의 내부 하우징(2200)의 극저온 환경을 보호하기 위한 진공영역을 이원화하는 이유는 어느 하나의 진공 상태가 파괴되는 경우에도 전체 시스템의 진공이 함께 깨지는 것을 방지하기 위함이다.The reason why the vacuum area for protecting the cryogenic environment of the inner housing 2200 of the intermediate connection structure 2000 is dualized is to prevent the vacuum of the entire system from breaking together even when one vacuum state is destroyed.

초전도 전력 시스템은 극저온의 초전도 환경이 지속적으로 유지되어야 하며, 이러한 초전도 환경 또는 초전도 조건은 액상 냉매에 의한 냉각과 진공에 의한 진공 단열을 전제로 한다.A superconducting power system must continuously maintain a superconducting environment at a very low temperature, and this superconducting environment or superconducting condition is premised on cooling by liquid refrigerant and vacuum insulation by vacuum.

따라서, 중간 접속구조(2000)의 고장시 수리를 하거나, 기타 사유로 유지 또는 보수하는 경우에 시스템 전체의 진공을 파괴하는 것은 효율적이지 않다. 예를 들면, 초전도 전력 시스템을 구성하는 초전도 케이블은 수백미터 단위로 연결될 수 있으며, 그 내부의 진공화 작업은 수일이 소요되기도 하기 때문이다.Therefore, it is not efficient to break the vacuum of the entire system when repairing the intermediate connection structure 2000 when it is out of order or maintaining or repairing it for other reasons. For example, superconducting cables constituting a superconducting power system may be connected in units of hundreds of meters, and vacuuming the inside may take several days.

따라서, 본 발명에 따른 초전도 케이블의 중간 접속구조(2000)의 진공 영역은 초전도 케이블의 진공부와 연결되고 내부 하우징(2200)의 단부 영역을 감싸는 제1 진공영역(v1)과 내부 하우징(2200)의 외주면을 감싸는 제2 진공영역(v2)으로 분리하여, 중간 접속구조(2000)의 고장 등이 발생되는 경우 이를 유지 또는 보수하기 위하여 제2 진공영역(v2)의 진공 상태를 해제하여도 초전도 케이블과 연결된 제1 진공영역(v1)의 진공상태는 유지될 수 있다.Therefore, the vacuum region of the intermediate connection structure 2000 of the superconducting cable according to the present invention is connected to the vacuum portion of the superconducting cable and surrounds the end region of the inner housing 2200, and the first vacuum region v1 and the inner housing 2200 Even if the vacuum state of the second vacuum region (v2) is released to maintain or repair the superconducting cable in the event of a failure of the intermediate connection structure (2000), The vacuum state of the first vacuum region v1 connected to may be maintained.

따라서, 상기 초전도 케이블의 외부 금속관은 중간 접속구조(2000)의 내부 하우징(2200)과 내부 주름관(2400)으로 연결되고 중간 접속구조(2000)의 외부 하우징(2300)과 외부 주름관(2500)에 의하여 연결되도록 구성될 수 있다. Therefore, the outer metal tube of the superconducting cable is connected to the inner housing 2200 of the intermediate connection structure 2000 and the inner corrugated tube 2400, and is connected by the outer housing 2300 and the outer corrugated tube 2500 of the intermediate connection structure 2000. It can be configured to be connected.

여기서, 초전도 케이블과 중간 접속구조(2000)를 구성하는 내부 하우징(2200) 또는 외부 하우징(2300)을 주름관으로 연결하는 이유는 다음과 같다.Here, the reason why the superconducting cable and the inner housing 2200 or the outer housing 2300 constituting the intermediate connection structure 2000 are connected by a corrugated pipe is as follows.

초전도 케이블은 제조된 후 현장에 설치되기 전에 보빈 등에 미리 결정된 단위로 제작되어 권선되어 공급되며, 포설 현장에서 중간 접속구조(2000) 등에 접속된다.The superconducting cable is manufactured, wound, and supplied in a predetermined unit such as a bobbin before being installed on a site after being manufactured, and is connected to an intermediate connection structure (2000) or the like at the installation site.

이 경우, 초전도 케이블의 접속 과정에서 어느 정도의 케이블의 길이 오차가 발생될 수 있으며, 이러한 오차는 주름관(유연한 자바라) 구조에 의하여 상쇄되어 초전도 케이블의 내부 금속관(300)과 외부 금속관(600)이 상호 연결되도록 하여, 초전도 케이블 내부의 냉각부와 진공부가 중간 접속구조(2000)까지 기밀성을 유지하며 확장 및 연장되도록 할 수 있게 된다.In this case, a certain amount of cable length error may occur during the connection process of the superconducting cable, and this error is offset by the corrugated pipe (flexible bellows) structure so that the inner metal pipe 300 and the outer metal pipe 600 of the superconducting cable are formed. By interconnecting them, the cooling unit and the vacuum unit inside the superconducting cable can be expanded and extended up to the intermediate connection structure 2000 while maintaining airtightness.

이러한 주름관 구조는 초전도 케이블을 구성하는 내부 금속관 또는 외부 금속관의 코러게이션 구조와는 구별되는 것이다. 즉, 초전도 케이블의 내부 금속관 또는 외부 금속관에 형성되는 코러게이션(골과 마루가 반복) 구조는 초전도 케이블의 밴딩 특성을 향상시키고 강성을 보강하기 위한 것이지만, 중간 접속구조(2000)의 주름관 구조는 초전도 케이블의 길이방향 신축성을 제공하기 위한 구성이므로 재질의 두께 등에서 주름 구조 등에서 차이가 있다.This corrugated tube structure is different from a corrugated structure of an inner metal tube or an outer metal tube constituting a superconducting cable. That is, the corrugated structure (repetition of valleys and crests) formed on the inner or outer metal tube of the superconducting cable is to improve the bending characteristics and reinforce the rigidity of the superconducting cable, but the corrugated pipe structure of the intermediate connection structure (2000) is superconducting Since it is configured to provide elasticity of the cable in the longitudinal direction, there is a difference in the thickness of the material and the wrinkle structure.

전술한 바와 같이, 상기 초전도 케이블의 외부 금속관은 상기 중간 접속구조(2000)과 진공 영역을 이원화하기 위하여 중간 접속구조(2000)의 내부 하우징(2200) 및 외부 하우징(2300)과 각각 내부 주름관(2400) 및 외부 주름관(2500)에 의하여 연결된다.As described above, the outer metal tube of the superconducting cable is connected to the inner housing 2200 and the outer housing 2300 of the intermediate connection structure 2000 and the inner corrugated tube 2400 to divide the vacuum area into two parts. ) and an external corrugated pipe (2500).

상기 초전도 케이블의 외부 금속관은 골과 마루가 반복되는 구조이므로 내부 주름관(2400) 및 외부 주름관(2500)이 독립적으로 장착되기 용이한 구조가 아니므로 본 발명에 따른 중간 접속구조(2000)의 내부 주름관(2400)과 외부 주름관(2500)은 연결부재를 매개로 초전도 케이블(1000)의 외부 금속관(600)과 연결될 수 있다.Since the outer metal pipe of the superconducting cable has a structure in which valleys and crests are repeated, it is not easy to mount the inner corrugated pipe 2400 and the outer corrugated pipe 2500 independently, so the inner corrugated pipe of the intermediate connection structure 2000 according to the present invention 2400 and the outer corrugated pipe 2500 may be connected to the outer metal pipe 600 of the superconducting cable 1000 via a connecting member.

도 4에 도시된 바와 같이, 그리고, 초전도 케이블과 중간 접속구조(2000)는 케이블 포설 과정에서 발생되는 케이블 길이 등의 오차를 상쇄하기 위하여 내부 주름관(2400) 및 외부 주름관(2500)을 통해 연결된다.As shown in FIG. 4, the superconducting cable and the intermediate connection structure 2000 are connected through an inner corrugated pipe 2400 and an outer corrugated pipe 2500 in order to offset errors such as cable length generated during the cable laying process. .

그러나 도 5 등을 참조하여 후술하는 바와 같이 액상 냉매의 공급이 시작됨과 동시에 케이블을 구성하는 내부 금속관(300)과 이와 연결된 내부 하우징(2200) 등은 급속히 냉각되어 수축력이 발생될 것이다. 따라서, 내부 하우징(2200)과 외부 하우징(2300)으로 구성된 이중 구조의 중간 접속구조(2000)가 내부에서는 특정 방향으로 수축력이 인가되는 경우, 수축력이 내부 하우징(2200)에만 인가되는 것을 방지하기 위하여, 상기 내부 하우징(2200)과 상기 외부 하우징(2300)은 액상 냉매가 공급되는 경우 초전도 케이블의 내부 금속관(300) 및 중간 접속구조(2000)의 내부 하우징(2200)이 액상 냉매의 공급방향과 반대방향으로 수축되는 수축력이 상기 외부 하우징(2300)에 공유되도록 상기 내부 하우징(2200)의 외면과 상기 외부 하우징(2300)의 내면을 연결하여 고정하는 고정부재(2250)를 더 포함할 수 있다.However, as will be described later with reference to FIG. 5 , as soon as the supply of the liquid refrigerant starts, the inner metal pipe 300 constituting the cable and the inner housing 2200 connected thereto are rapidly cooled and contraction force is generated. Therefore, when contraction force is applied in a specific direction from the inside of the dual structure intermediate connection structure 2000 composed of the inner housing 2200 and the outer housing 2300, in order to prevent the contraction force from being applied only to the inner housing 2200 When the liquid refrigerant is supplied to the inner housing 2200 and the outer housing 2300, the inner metal pipe 300 of the superconducting cable and the inner housing 2200 of the intermediate connection structure 2000 are opposite to the supply direction of the liquid refrigerant. A fixing member 2250 connecting and fixing the outer surface of the inner housing 2200 and the inner surface of the outer housing 2300 may be further included so that the contraction force contracted in the direction is shared with the outer housing 2300.

상기 고정부재(2250)는 고정되어 연결된 초전도 케이블의 내부 금속관(300) 및 중간 접속구조(2000)의 내부 하우징(2200)에 수축력이 인가되는 경우, 외부 하우징(2300)에도 해당 수축력이 함께 공유되도록 하기 위하여 구비되는 것으로 볼 수 있다.The fixing member 2250 is configured such that, when contraction force is applied to the inner metal pipe 300 of the superconducting cable and the inner housing 2200 of the intermediate connection structure 2000, the contraction force is shared with the outer housing 2300. It can be seen that it is provided for this.

만일 내부 하우징(2200)만 일측으로 수축력이 인가되면, 내부 하우징(2200)과 외부 하우징(2300) 사이의 충돌 또는 간섭이 발생될 수 있기 때문에 이를 예방해야 한다. If a contraction force is applied to only one side of the inner housing 2200, collision or interference between the inner housing 2200 and the outer housing 2300 may occur, and thus it is necessary to prevent this.

따라서, 본 발명에 따른 초전도 케이블의 중간 접속구조(2000)의 내부 하우징(2200) 및 외부 하우징(2300)을 연결하여 고정하는 고정부재(2250)는 초전도 케이블의 내부 금속관(300) 및 중간 접속구조(2000)가 수축되어 수축력이 발생되는 경우, 중간 접속구조(2000)의 외부 하우징(2300)도 힘이 공유되도록 하여 중간 접속구조 내부에서 발생될 수 있는 부품간의 물리적 간섭 등을 방지할 수 있다.Therefore, the fixing member 2250 connecting and fixing the inner housing 2200 and the outer housing 2300 of the intermediate connection structure 2000 of the superconducting cable according to the present invention is connected to the inner metal tube 300 and the intermediate connection structure of the superconducting cable. When the housing 2000 is contracted and contraction force is generated, the outer housing 2300 of the intermediate connection structure 2000 also shares the force so that physical interference between parts that may occur inside the intermediate connection structure can be prevented.

이와 같이, 냉매의 공급이 시작되는 경우, 수축력이 초전도 케이블의 내부 금속관(300), 중간 접속구조(2000)의 내부 하우징(2200)과 외부 하우징(2300)에 순처적으로 공유되면, 도 4에 도시된 중간 접속구조는 초전도 케이블의 내부 금속관(300) 및 중간 접속구조(2000)의 내부 하우징(2200)의 수축에 따라 냉매의 공급방향과 반대방향으로 위치가 변경될 것이다.As such, when the supply of the refrigerant starts, when the contraction force is sequentially shared by the inner metal tube 300 of the superconducting cable, the inner housing 2200 and the outer housing 2300 of the intermediate connection structure 2000, FIG. The shown intermediate connection structure will change its position in a direction opposite to the supply direction of the refrigerant according to contraction of the inner metal tube 300 of the superconducting cable and the inner housing 2200 of the intermediate connection structure 2000.

또한, 상기 고정부재(2250)에 의하여 연결된 중간 접속구조(2000)의 외부 하우징 역시 고정부재(2250)을 매개로 연결되어 함께 변위될 것이다.In addition, the outer housing of the intermediate connection structure 2000 connected by the fixing member 2250 will also be connected via the fixing member 2250 and displaced together.

중간 접속구조의 하우징들과 초전도 케이블의 금속관들은 각각의 주름관에 의하여 연결되므로 수축력에 의한 수축을 막을 수 없기 때문이다.This is because the housings of the intermediate connection structure and the metal tubes of the superconducting cable are connected by respective corrugated tubes, so contraction due to contraction force cannot be prevented.

이 경우, 전술한 바와 같이 초전도 케이블의 코어 등에 포함된 포머는 냉각이 상대적으로 지연되어, 초전도 케이블의 내부 금속관의 수축량에 비해 작은 수축량을 가지며 수축될 것이다.In this case, as described above, the former included in the core of the superconducting cable is relatively delayed in cooling, so that it shrinks with a smaller amount of shrinkage than the amount of shrinkage of the inner metal tube of the superconducting cable.

따라서, 도 4에서 금속관 및 하우징 등은 좌측(냉매의 공급방향과 반대방향) 방향으로 크게 수축되지만 코어와 접속부는 상대적으로 적은 수축량으로 인해 제자리에 머무는 듯한 효과가 발생될 것이고, 이와 같은 상황에서 내부 하우징의 모서리(2200e) 등을 포함하는 내부 구성들이 직경이 확장된 접속부(2100)의 단부 테두리(2100s)에 충돌하는 등의 문제를 발생시킬 수 있다.Therefore, in FIG. 4, the metal tube and the housing are greatly contracted in the leftward direction (opposite to the supply direction of the refrigerant), but the core and the connection part will have an effect of staying in place due to a relatively small amount of contraction. Internal components including the corner 2200e of the housing may cause a problem such as collision with the end edge 2100s of the connector 2100 having an expanded diameter.

이를 방지하기 위하여, 본 발명에 따른 중간 접속구조(2000)는 초전도 케이블의 내부 금속관(300), 중간 접속구조(2000)의 내부 하우징(2200)과 외부 하우징(2300)에 수축력이 인가되어도 수축되지 않도록 수축 방지부재(2600)을 더 포함할 수 있다. 도 5를 참조하여 설명한다.In order to prevent this, the intermediate connection structure 2000 according to the present invention does not shrink even when a contraction force is applied to the inner metal tube 300 of the superconducting cable, the inner housing 2200 and the outer housing 2300 of the intermediate connection structure 2000. A shrinkage preventing member 2600 may be further included. This description is made with reference to FIG. 5 .

도 5는 도 4에 도시된 중간 접속구조(2000)에 접속된 초전도 케이블 중 일측 초전도 케이블을 통해 액상 냉매가 공급되는 경우 수축 방지부재(2600)에 의하여 초전도 케이블의 코어와 내부 금속관 및 중간 접속구조(2000)를 구성하는 내부 하우징(2200)의 수축이 차단된 상태를 도시한다.FIG. 5 is a superconducting cable connected to the intermediate connection structure 2000 shown in FIG. 4, when liquid refrigerant is supplied through one superconducting cable, the core of the superconducting cable, the inner metal tube and the intermediate connection structure by the shrinkage prevention member 2600. It shows a state in which contraction of the inner housing 2200 constituting 2000 is blocked.

도 5는 초전도 전력 시스템의 설치 후 액상 냉매가 특정 종단 접속함에서 초전도 케이블과 중간 접속구조(2000) 방향으로 공급되는 과정을 가정하여 설명한다. 초전도 전력 시스템을 작동하기 위해서, 초전도체를 포함하여 구성되는 초전도 케이블의 코어에 극저온 환경을 제공해야 한다.5 illustrates a process in which liquid refrigerant is supplied from a specific termination box to the superconducting cable and the intermediate connection structure 2000 after the installation of the superconducting power system. In order to operate the superconducting power system, a cryogenic environment must be provided to the core of the superconducting cable including the superconductor.

따라서, 종단 접속함 등을 통해 초전도 케이블의 냉각부로 액상 냉매가 공급되면 액상 냉매는 초전도 케이블의 내부 금속관(300)과 중간 접속구조(2000)의 액상 냉매가 수용되는 내부 하우징(2200)을 급속하게 냉각시킬 것이며, 이러한 냉각에 의하여 초전도 케이블의 내부 금속관(300)과 중간 접속구조(2000)의 하우징들은 냉매의 공급방향과 반대 방향으로 일정 거리 이상으로 수축 또는 수축에 의해 변위될 것이다.Therefore, when liquid refrigerant is supplied to the cooling part of the superconducting cable through a termination box or the like, the liquid refrigerant rapidly passes through the inner metal pipe 300 of the superconducting cable and the inner housing 2200 of the intermediate connection structure 2000 in which the liquid refrigerant is accommodated. By this cooling, the inner metal tube 300 of the superconducting cable and the housings of the intermediate connection structure 2000 will shrink or be displaced by contraction by more than a certain distance in the direction opposite to the supply direction of the refrigerant.

반면, 초전도 케이블의 포머는 상대적으로 천천히 냉각될 것이므로, 수축 속도가 지연될 것이므로, 냉매의 공급 시간 동안 일정 거리에 못미치는 수축량이 발생될 것으로 예상된다.On the other hand, since the former of the superconducting cable is cooled relatively slowly, the shrinkage rate is delayed, and therefore, shrinkage less than a certain distance is expected to occur during the supply time of the refrigerant.

상기 중간 접속구조(2000)를 구성하는 내부 하우징(2200)과 외부 하우징(2300)은 시공 오차 등을 상쇄하기 위한 케이블의 길이방향으로 유연한 변형이 가능한 내부 주름관(2400) 및 외부 주름관(2500)을 통해 초전도 케이블의 외부 금속관에 연결되므로, 위와 같은 수축력은 중간 접속구조(2000) 전체를 냉매의 공급 방향의 반대 방향으로 변위될 것이나, 내부 하우징 내에 수용된 접속부(2100)는 상대적으로 적게 변위되어, 이러한 위치 변경에 의하여 중간 접속구조(2000) 내부에서 구성요소 간(예를 들면, 내부 하우징의 모서리(2200e) 등을 포함하는 내부 구성들이 직경이 확장된 접속부(2100)의 단부 테두리(2100s)의 충돌 또는 손상 등이 발생될 것이므로 냉매가 공급되어 수축력이 인가되더라도 중간 접속구조(2000)의 내부 구성들의 위치가 변경되는 것을 방지할 필요가 있다.The inner housing 2200 and the outer housing 2300 constituting the intermediate connection structure 2000 include an inner corrugated pipe 2400 and an outer corrugated pipe 2500 that can be flexibly deformed in the longitudinal direction of the cable to offset construction errors and the like. Since it is connected to the outer metal tube of the superconducting cable through the superconducting cable, the contraction force as described above will displace the entire intermediate connection structure 2000 in the opposite direction to the refrigerant supply direction, but the connection part 2100 accommodated in the inner housing is displaced relatively little. Collision between components (for example, the edge 2100s of the connection part 2100 having an expanded diameter between internal components including the edge 2200e of the inner housing) within the intermediate connection structure 2000 due to a change in location Or, since damage may occur, it is necessary to prevent the internal components of the intermediate connection structure 2000 from being changed even when the refrigerant is supplied and the contraction force is applied.

따라서, 본 발명에 따른 중간 접속구조(2000)는 초전도 케이블의 외부 금속관 외표면과 중간 접속구조(2000)의 외부 하우징(2300)에 양단이 고정된 수축 방지부재(2600)를 구비한다.Accordingly, the intermediate connection structure 2000 according to the present invention includes a shrink-preventing member 2600 having both ends fixed to the outer surface of the superconducting cable and the outer housing 2300 of the intermediate connection structure 2000.

상기 수축 방지부재(2600)는 상기 중간 접속구조(2000)를 통해 접속되는 어느 하나의 초전도 케이블의 내부 금속관을 통해 극저온의 액상 냉매가 공급되는 경우, 상기 초전도 케이블의 내부 금속관(300) 및 중간 접속구조(2000)의 내부 하우징(2200)과 외부 하우징(2300)을 냉매의 공급방향과 반대방향으로 수축 또는 변위되려는 수축력을 지지할 수 있다.The shrinkage prevention member 2600 connects the inner metal tube 300 and the intermediate connection of the superconducting cable when cryogenic liquid refrigerant is supplied through the inner metal tube of any one superconducting cable connected through the intermediate connection structure 2000. The inner housing 2200 and the outer housing 2300 of the structure 2000 may support contraction force to shrink or displace in a direction opposite to the supply direction of the refrigerant.

전술한 바와 같이, 상기 중간 접속구조(2000)를 구성하는 내부 하우징(2200) 및 외부 하우징(2300)은 스테인리스 재질로 구성될 수 있고, 상기 초전도 케이블(1000)의 내부 금속관(500) 및 외부 금속관(600)은 알루미늄 또는 스테일리스 재질로 구성될 수 있으며, 상기 수축 방지부재(2600)는 그 일단이 상기 초전도 케이블의 외부 금속관(600)에 고정되고, 타단은 상기 외부 하우징(2300)에 고정되어 냉매 공급시 발생될 수 있는 상기 초전도 케이블의 내부 금속관(300) 및 중간 접속구조(2000)의 수축에 의한 변위를 저지하기 위하여 구비되므로, 상기 수축 방지부재(2600)는 충분한 인장력을 갖는 것이 바람직하다.As described above, the inner housing 2200 and the outer housing 2300 constituting the intermediate connection structure 2000 may be made of stainless steel, and the inner metal tube 500 and the outer metal tube of the superconducting cable 1000 600 may be made of aluminum or stainless material, and the shrinkage prevention member 2600 has one end fixed to the outer metal tube 600 of the superconducting cable and the other end fixed to the outer housing 2300. Since it is provided to prevent displacement due to shrinkage of the inner metal tube 300 and the intermediate connection structure 2000 of the superconducting cable, which may occur when the refrigerant is supplied, the shrinkage preventing member 2600 preferably has sufficient tensile force. .

특히, 상기 수축 방지부재(2600)는 알루미늄 등으로 구성될 수 있는 내부 금속관(500) 및 외부 금속관(600)보다 큰 인장강도를 갖는 금속으로 구성되는 것이 바람직하다. 예를 들면, 상기 수축 방지부재(2600)는 스테인리스 스틸 등으로 구성될 수 있다.In particular, the anti-shrinkage member 2600 is preferably made of a metal having greater tensile strength than the inner metal tube 500 and the outer metal tube 600, which may be made of aluminum or the like. For example, the shrinkage preventing member 2600 may be made of stainless steel or the like.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 수축 방지부재(2600)는 단면 형상이 'ㄱ' 형태로 구성된 링 형태로 구성될 수 있다.As shown in FIGS. 4 and 5 , the anti-shrinkage member 2600 may have a ring shape having an 'L' cross-section.

여기서, 상기 수축 방지부재(2600)는 케이블의 길이방향, 즉 수평방향 수축력을 저지해야 하므로, 상기 수축 방지부재의 수직방향 높이(b)가 수평방향 폭(a)보다 크게 구성되는 것이 바람직하다. 상기 수축 방지부재(2600)의 수평방향 폭(a)이 크게 구성되면, 수축력 인가시 상기 수축 방지부재(2600)의 수평방향 영역이 쉽게 변형될 수 있기 때문이다.Here, since the anti-contraction member 2600 should resist contraction force in the longitudinal direction of the cable, that is, in the horizontal direction, it is preferable that the vertical height (b) of the anti-contraction member is greater than the width (a) in the horizontal direction. This is because when the width (a) of the anti-contraction member 2600 in the horizontal direction is large, the area in the horizontal direction of the anti-contraction member 2600 can be easily deformed when a contraction force is applied.

여기서, 상기 중간 접속구조(2000)를 구성하는 내부 하우징(2200)과 외부 하우징(2300)은 고정부재(2250)에 의하여 연결되므로 상기 수축 방지부재(2600)를 외부 금속관과 외부 하우징(2300)에 양단을 고정해도 수축력을 지지할 수 있다. Here, since the inner housing 2200 and the outer housing 2300 constituting the intermediate connection structure 2000 are connected by a fixing member 2250, the shrinkage preventing member 2600 is attached to the outer metal tube and the outer housing 2300. Even if both ends are fixed, the contraction force can be supported.

결과적으로, 상기 수축 방지부재(2600)는 일단은 상기 초전도 케이블의 외부 금속관(600)에 고정되고, 타단은 상기 중간 접속구조의 외형을 구성하며 그 내부를 진공 단열하기 위한 외부 하우징(2300)에 고정되어 상기 내부 금속관(500)과 상기 외부 금속관(600)의 수축량 차이에 의한 접속구조(2100)의 파손을 방지할 수 있는 효과를 제공할 수 있다.As a result, one end of the anti-shrinkage member 2600 is fixed to the outer metal pipe 600 of the superconducting cable, and the other end is attached to the outer housing 2300 for vacuum insulation of the inside of the intermediate connection structure. It is fixed to provide an effect of preventing damage to the connection structure 2100 due to a difference in shrinkage between the inner metal tube 500 and the outer metal tube 600.

이와 같이, 본 발명에 따른 초전도 케이블의 중간 접속구조는 시공 상의 오차를 상쇄하기 위하여 케이블과 접속함을 주름관으로 연결하는 경우에도 냉매 공급에 의한 수축 발생시 발생될 수 있는 부품 등의 손상 등을 수축 방지부재(2600)를 통해 방지할 수 있으므로 시스템의 안정성이 향상되는 효과를 얻을 수 있다.As described above, the intermediate connection structure of the superconducting cable according to the present invention prevents shrinkage of parts, etc. that may occur when shrinkage occurs due to refrigerant supply, even when the cable and junction box are connected with a corrugated pipe to offset errors in construction. Since it can be prevented through the member 2600, the effect of improving the stability of the system can be obtained.

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 this specification has been described with reference to preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art can 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. will be able to carry out Therefore, if the modified implementation basically includes the elements of the claims of the present invention, all of them should be considered to be included in the technical scope of the present invention.

2000 : 중간 접속구조
2100 : 접속부
2200 : 내부 하우징
2250 : 고정부재
2300 : 외부 하우징
2400 : 내부 주름관
2500 : 외부 주름관
2600 : 수축 방지부재
1000 : 초전도 케이블
100 : 코어부
200 : 냉각부
300 : 내부 금속관
500 : 진공부
600 : 외부 금속관
2000 : Intermediate connection structure
2100: connection part
2200: inner housing
2250: fixing member
2300: outer housing
2400: inner corrugated pipe
2500: outer corrugated pipe
2600: shrinkage prevention member
1000: superconducting cable
100: core part
200: cooling unit
300: inner metal tube
500: vacuum part
600: external metal tube

Claims (12)

포머, 초전도 도체층, 절연층 및 초전도 차폐층이 순차적으로 구비되는 코어부; 상기 코어부 외측에 냉각유로를 통한 액상 냉매로 코어부를 냉각시키는 냉각부를 수용하는 내부 금속관; 및, 상기 내부 금속관 외측을 감싸는 진공부를 구획하는 외부 금속관;을 포함하는 초전도 케이블 간의 중간 접속하기 위한 중간 접속장치에 있어서,
상기 초전도 케이블의 양 코어부가 내부에서 접속되며, 상기 초전도 케이블의 내부 금속관와 연결되어 액상 냉매를 수용하기 위한 내부 하우징;
상기 내부 하우징 외측을 진공 단열하기 위한 외부 하우징; 및,
일단은 상기 초전도 케이블의 외부 금속관에 고정되고, 타단은 상기 외부 하우징에 고정되는 수축 방지부재를 구비하고,
상기 내부 하우징을 감싸는 외부 하우징의 내부의 진공영역은 이원화된 것을 특징으로 하는 초전도 케이블의 중간 접속장치.
a core portion sequentially provided with a former, a superconducting conductor layer, an insulating layer, and a superconducting shielding layer; an inner metal tube accommodating a cooling unit for cooling the core unit with a liquid refrigerant through a cooling passage outside the core unit; And, in the intermediate connection device for intermediate connection between superconducting cables including; an outer metal tube defining a vacuum portion surrounding the outer side of the inner metal tube,
an inner housing internally connected to both cores of the superconducting cable and connected to an inner metal tube of the superconducting cable to accommodate a liquid refrigerant;
an outer housing for vacuum insulating the outside of the inner housing; and,
One end is fixed to the outer metal tube of the superconducting cable, and the other end is provided with a shrinkage prevention member fixed to the outer housing,
Superconducting cable intermediate connection device, characterized in that the vacuum area inside the outer housing surrounding the inner housing is binary.
제1항에 있어서,
상기 내부 하우징과 상기 외부 하우징은 어느 하나의 초전도 케이블의 내부 금속관을 통해 액상 냉매가 공급되는 경우 초전도 케이블의 내부 금속관과 연결된 내부 하우징이 액상 냉매의 공급방향과 반대방향으로 수축되는 수축력이 상기 외부 하우징에 공유되도록 상기 내부 하우징의 외면과 상기 외부 하우징의 내면을 연결하여 고정하는 고정부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초전도 케이블의 중간 접속장치.
According to claim 1,
When liquid refrigerant is supplied through the inner metal pipe of any one superconducting cable between the inner housing and the outer housing, the inner housing connected to the inner metal pipe of the superconducting cable contracts in the direction opposite to the supply direction of the liquid refrigerant, and the outer housing and a fixing member connecting and fixing an outer surface of the inner housing and an inner surface of the outer housing so as to be shared with each other.
제2항에 있어서,
상기 수축 방지부재는 상기 초전도 케이블의 내부 금속관, 상기 내부 금속관과 연결된 상기 내부 하우징 및 상기 내부 하우징과 상기 고정부재로 연결된 상기 외부 하우징이 액상 냉매의 공급방향과 반대방향으로 수축되려는 수축력을 지지하는 것을 특징으로 하는 초전도 케이블의 중간 접속장치.
According to claim 2,
The shrinkage prevention member supports a contraction force that the inner metal tube of the superconducting cable, the inner housing connected to the inner metal tube, and the outer housing connected to the inner housing and the fixing member are contracted in a direction opposite to the supply direction of the liquid refrigerant. Intermediate connection device of superconducting cable characterized by
제1항에 있어서,
상기 수축 방지부재는 단면이 ‘ㄱ’ 자 형태인 링 형상으로 구성되는 것을 특징으로 하는 초전도 케이블의 중간 접속장치.
According to claim 1,
The intermediate connection device of a superconducting cable, characterized in that the shrinkage prevention member is composed of a ring shape having a 'L' shape in cross section.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 초전도 케이블의 외부 금속관은 상기 중간 접속구조의 내부 하우징과 내부 주름관으로 연결되어 내부에 상기 초전도 케이블의 외부 금속관 내측의 진공부와 연통되는 제1 진공영역을 형성하고, 상기 중간 접속구조의 외부 하우징과 외부 주름관으로 연결되어 내부에 제2 진공영역을 형성하는 것을 특징으로 하는 초전도 케이블의 중간 접속장치.
According to claim 1,
The outer metal tube of the superconducting cable is connected to the inner housing of the intermediate connection structure by an inner corrugated tube to form a first vacuum region communicating with the inner vacuum part of the outer metal tube of the superconducting cable, and the outer housing of the intermediate connection structure. An intermediate connection device for a superconducting cable, characterized in that connected to the outer corrugated pipe to form a second vacuum region therein.
제6항에 있어서,
상기 제1 진공영역은 상기 중간 접속구조의 내부 하우징의 양단 영역을 감싸고 상기 초전도 케이블의 진공부와 연통되며, 상기 제2 진공영역은 상기 중간 접속구조 내부 하우징의 원주면을 감싸는 것을 특징으로 하는 초전도 케이블의 중간 접속장치.
According to claim 6,
The first vacuum region surrounds both end regions of the inner housing of the intermediate connection structure and communicates with the vacuum portion of the superconducting cable, and the second vacuum region surrounds a circumferential surface of the inner housing of the intermediate connection structure. Intermediate connection device for cables.
제6항에 있어서,
상기 초전도 케이블의 외부 금속관은 상기 내부 주름관과 상기 외부 주름관은 연결부재로 연결되는 것을 특징으로 하는 초전도 케이블의 중간 접속장치.
According to claim 6,
The outer metal pipe of the superconducting cable is connected to the inner corrugated pipe and the outer corrugated pipe by a connecting member.
제1항에 있어서,
상기 수축 방지부재의 인장강도는 상기 초전도 케이블의 외부 금속관의 인장강도보다 큰 것을 특징으로 하는 초전도 케이블의 중간 접속장치.
According to claim 1,
Wherein the tensile strength of the shrinkage prevention member is greater than the tensile strength of the outer metal tube of the superconducting cable.
제1항에 있어서,
상기 수축방지부재의 수직방향 높이가 수평방향 폭보다 큰 것을 특징으로 하는 초전도 케이블의 중간 접속장치.
According to claim 1,
Intermediate connection device of a superconducting cable, characterized in that the height of the shrinkage prevention member in the vertical direction is greater than the width in the horizontal direction.
초전도 도체층을 포함하는 코어부, 상기 코어부 외측에 냉각유로를 통한 액상 냉매로 코어부를 냉각시키는 냉각부를 수용하는 내부 금속관 및 상기 내부 금속관 외측을 감싸는 진공부를 구획하는 외부 금속관을 포함하는 초전도 케이블 간의 중간 접속하기 위한 중간 접속장치에 있어서,
상기 내부 금속관과 상기 외부 금속관의 수축량 차이에 의한 접속구조의 파손을 방지하기 위하여, 일단은 상기 초전도 케이블의 외부 금속관에 고정되고, 타단은 상기 중간 접속구조의 외형을 구성하며 그 내부를 진공 단열하기 위한 외부 하우징에 고정되는 수축 방지부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 초전도 케이블의 중간 접속장치.
A superconducting cable including a core part including a superconducting conductor layer, an inner metal tube accommodating a cooling part for cooling the core part with a liquid refrigerant through a cooling passage outside the core part, and an outer metal tube defining a vacuum part surrounding the outside of the inner metal tube. In the intermediate connection device for intermediate connection between,
In order to prevent damage to the connection structure due to a difference in shrinkage between the inner metal tube and the outer metal tube, one end is fixed to the outer metal tube of the superconducting cable, and the other end constitutes the outer shape of the intermediate connection structure and vacuum insulates the inside thereof. An intermediate connection device for a superconducting cable, comprising: an anti-shrinkage member fixed to an outer housing for a superconducting cable.
제11항에 있어서,
상기 초전도 케이블의 양 코어부가 내부에서 접속되며, 상기 초전도 케이블의 내부 금속관와 연결되어 액상 냉매를 수용하기 위한 내부 하우징을 더 포함하고,
초전도 케이블의 내부 금속관과 연결된 내부 하우징이 액상 냉매의 공급방향과 반대방향으로 수축되는 수축력이 상기 외부 하우징에 공유되도록 상기 내부 하우징의 외면과 상기 외부 하우징의 내면을 연결하여 고정하는 고정부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초전도 케이블의 중간 접속장치.
According to claim 11,
Both cores of the superconducting cable are internally connected and further include an inner housing connected to an inner metal tube of the superconducting cable to accommodate a liquid refrigerant,
A fixing member connecting and fixing the outer surface of the inner housing and the inner surface of the outer housing so that the inner housing connected to the inner metal tube of the superconducting cable is contracted in the direction opposite to the supply direction of the liquid refrigerant to share the contraction force with the outer housing. An intermediate connection device of a superconducting cable, characterized in that.
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