KR20220130922A - 초전도 전력 공급 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 초전도 전력 공급 시스템에 관한 것으로, 터미널의 사이에 연결되는 초전도 케이블과, 상기 초전도 케이블의 액체 냉각제를 회수하도록 상기 초전도 케이블과 폐루프를 형성하는 회수관과, 상기 회수관을 통해 상기 액체 냉각제의 순환 압력을 제공하는 펌프와, 상기 액체 냉각제를 냉각시켜 온도를 유지하는 냉동기와, 상기 회수관을 통해 회수되는 상기 액체 냉각제가 유입되어 과냉각 액체 냉각제에 침지된 초전도 소자의 온도를 유지하는 초전도 한류기를 포함할 수 있다.

Description

초전도 전력 공급 시스템{Power supply system using superconductor}

본 발명은 고온 초전도 전력 공급 시스템에 관한 것으로, 더 상세하게는 초전도 케이블 및 한류기를 이용한 고온 초전도 전력 공급 시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 초전도체는 특정 온도 및 특정 전류 이하에서 저항 제로 특성을 보이는 물질이며, 그 중 냉각제로 사용되는 액체 질소의 기화점인 77K 이상에서 초전도성을 발현하는 물질을 고온 초전도체(high temperature superconductor, HTS)로 칭하고 있다.

초전도체 케이블을 이용한 초전도 전력 공급 시스템의 장점은 일반 전력 케이블의 1/3 굵기의 케이블을 사용하면서도 5배 이상의 전류를 송전할 수 있다. 따라서 전력 수요 증가에 충족할 수 있는 전력망을 제공할 수 있다.

공개특허 10-2018-0112593호(2018년 10월 12일 공개, 초전도 전력 시스템 및 이를 구성하는 냉매 회수배관)에는 초전도 케이블을 이용하여 전력을 공급하되, 액체 냉매를 순환시켜 초전도 케이블의 초전도성을 유지하는 구성이 기재되어 있다.

위의 공개특허에서는 냉매의 온도를 유지하기 위하여 반사율이 높은 금속필름에 열전도율이 낮은 고분자 코팅층을 다층으로 형성한 회수 배관을 사용한다.

또한, 모니터링을 이용하여 냉매의 온도, 압력, 진공도를 검출하기 위한 센서들을 부가하고 있으나, 고장 전류의 발생에 대한 특별한 대책이 마련되어 있지 않아 보완이 필요하다.

특히 전력계통에 예상치 못한 사고가 발생하여 사고전류가 유입되는 경우, 구비된 모니터링 시스템으로는 대응이 불가능하다는 단점이 있다.

이와는 다른 기술로 초전도 전력 공급 시스템에서 사고전류에 대응하기 위하여 초전도 한류기가 제안되었다.

초전도 한류기의 예로서, 공개특허 10-2008-0102157호(초전도체 냉각용 멀티 배쓰 장치 및 초전도체 냉각 방법, 2008년 11월 24일 공개)가 있다.

위의 초전도 한류기는 초전도체를 냉각하는 냉각 배쓰와 냉각 배쓰를 감싸는 쉴드 배쓰를 포함하고, 냉각 배쓰는 과냉각, 쉴드 배쓰는 포화상태가 유지되도록 압력을 조절한다.

냉동기는 쉴드 배쓰의 내측 상부에 위치한다. 냉동기는 쉴드 배쓰 내의 액체 질소에 접촉되지 않으며, 포화 상태의 액체 질소가 기체로 상변화된 상태에서 다시 액화하는 역할을 한다.

또한, 극저온 저장 탱크를 별도로 마련하고, 쉴드 배쓰의 액위를 보상하기 위하여 액체 질소를 쉴드 배쓰로 공급하는 구성을 포함한다.

위의 공개특허들의 결합으로 동일한 극저온 저장 탱크를 사용하며 한류기가 적용된 구성을 고려할 수 있으나, 동일한 극저온 저장 탱크에서 각각의 경로를 통해 초전도 케이블의 온도 유지 및 초전도 한류기의 온도 유지는 용이하지 않다.

또한, 초전도 한류기 차체 및 극저온 저장 탱크 각각에 냉동기를 사용해야 하기 때문에 설치 비용의 증가와 소비전력이 증가하게 되는 문제점을 예측할 수 있다.

상기와 같은 문제점을 감안한 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 초전도 케이블을 이용한 초전도 전력 공급 시스템에 초전도 한류기를 부가하되, 설치 비용 및 운용 비용을 최소화하며, 유지보수가 용이한 초전도 전력 공급 시스템을 제공함에 있다.

좀 더 구체적으로, 본 발명은 초전도 한류기 자체의 냉동기를 사용하지 않고도 한류기를 운용하여, 신뢰성과 경제성을 향상시킬 수 있는 초전도 전력 공급 시스템을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 과제는, 초전도 한류기의 압력을 유지할 수 있는 초전도 전력 공급 시스템을 제공함에 있다.

상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명 초전도 전력 공급 시스템은, 터미널의 사이에 연결되는 초전도 케이블과, 상기 초전도 케이블의 액체 냉각제를 회수하도록 상기 초전도 케이블과 폐루프를 형성하는 회수관과, 상기 회수관을 통해 상기 액체 냉각제의 순환 압력을 제공하는 펌프와, 상기 액체 냉각제를 냉각시켜 온도를 유지하는 냉동기와, 상기 회수관을 통해 회수되는 상기 액체 냉각제가 유입되어 과냉각 액체 냉각제에 침지된 초전도 소자의 온도를 유지하는 초전도 한류기를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 냉동기는, 상기 초전도 한류기의 전단의 상기 회수관 일부와 열교환될 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 초전도 한류기는, 별도의 냉동기를 사용하지 않는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에서, 상기 초전도 한류기는, 초전도 소자가 침지되는 과냉각 액체 냉각제를 수용하는 제1용기와, 상기 제1용기의 측면 및 저면을 감싸며, 상기 회수관을 통해 회수되는 액체 냉각제가 유입되는 유입관 및 유입된 액체 냉각제가 유출되는 유출관을 포함하는 제2용기를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 초전도 한류기는, 초전도 소자가 침지되는 과냉각 액체 냉각제를 수용하는 제1용기와, 상기 제1용기의 측면 상단을 감싸며, 상기 회수관을 통해 회수되는 액체 냉각제가 유입되는 유입관 및 유입된 액체 냉각제가 유출되는 유출관을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 유입관과 유출구의 높이에 의하여, 상기 제2용기의 액체 냉각제의 액위가 상기 제1용기의 과냉각 액체 냉각제의 액위보다 높게 유지될 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 액체 냉각제의 액위와 상기 과냉각 액체 냉각제의 액위 차에 해당하는 상기 제1용기의 측면 영역은, 상기 과냉각 액체 냉각제가 기화되면 다시 응축시켜, 제1용기의 내부 압력을 유지하는 응축면으로 작용될 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 응축면의 높이는, 5 내지 30cm인 것일 수 있다.

본 발명은, 초전도 케이블을 사용하는 초전도 전력 공급 시스템에 초전도 한류기를 적용하여 안전성을 향상시킴과 아울러 초전도 케이블의 냉각과 초전도 한류기의 냉각을 위한 시스템을 일체화하여 시스템을 간소화하고 비용을 줄이며, 유지보수를 용이하게 할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 초전도 한류기에는 별도의 냉동기를 사용하지 않음으로써, 초기 설치 비용 및 운용 비용을 줄일 수 있는 효과가 있다.

아울러 본 발명은 과냉각 액체 냉각제를 수용하는 제1용기와, 제1용기의 외부를 둘러싸며 포화 액체 냉각제를 수용하는 제2용기를 포함하는 한류기의 구성에서 포화 액체 냉각제와 과냉각 액체 냉각제 사이의 열교환 위치를 조정하여, 과냉각 액체 냉각제가 자체 순환되도록 하여, 온도 균일성을 높여, 초전도 소자의 온도 균일성을 확보할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 제2용기의 포화 액체 냉각제의 액위가 제1용기의 과냉각 액체 냉각제의 액위에 비하여 더 높게 되도록 설정함으로써, 제1용기의 벽면을 응축면으로 작용시켜 제1용기 내부 압력 유지에 유리한 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 초전도 전력 공급 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 초전도 전력 공급 시스템의 구성도이다.
도 3 내지 도 6은 각각 본 발명에 적용되는 초전도 한류기의 구성도이다.

본 발명의 구성 및 효과를 충분히 이해하기 위하여, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라, 여러가지 형태로 구현될 수 있고 다양한 변경을 가할 수 있다. 단지, 본 실시예에 대한 설명은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다. 첨부된 도면에서 구성요소는 설명의 편의를 위하여 그 크기를 실제보다 확대하여 도시한 것이며, 각 구성요소의 비율은 과장되거나 축소될 수 있다.

'제1', '제2' 등의 용어는 다양한 구성요소를 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소는 위 용어에 의해 한정되어서는 안 된다. 위 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리범위를 벗어나지 않으면서 '제1구성요소'는 '제2구성요소'로 명명될 수 있고, 유사하게 '제2구성요소'도 '제1구성요소'로 명명될 수 있다. 또한, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 표현하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 발명의 실시예에서 사용되는 용어는 다르게 정의되지 않는 한, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 통상적으로 알려진 의미로 해석될 수 있다.

이하에서는, 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 초전도 전력 공급 시스템에 대하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 초전도 전력 공급 시스템의 구성도이다.

도 1을 참조하면 본 발명 초전도 전력 공급 시스템은, 초전도 케이블(3)을 이용하는 전력 공급 구조의 양단을 이루는 제1터미널(2) 및 제2터미널(4)과, 펌프(6)의 압력에 의해 상기 제2터미널(4)로부터 액체 냉각제를 회수하는 회수관(5)과, 상기 회수관(5)을 통해 회수되는 액체 냉각제를 이용하여 초전도 소자의 온도를 유지하며, 고장 전류의 발생시 초전도 케이블(3)의 저항을 증가시키는 초전도 한류기(1)와, 회수관(5)과 열교환하여 회수된 액체 냉각제를 냉각시켜 초전도 케이블(3)에 재공급하는 냉동기(7)를 포함하여 구성된다.

미설명 부호 8은 밸브이며 초전도 한류기(1)로 흐르는 유량을 조절하여 냉각량을 조절할 수 있다. 밸브(8)에 의해 초전도 케이블(3)을 지나는 액체 냉각제는 유량이 제어되어 일부가 초전도 한류기(1)를 지나며, 다른 일부는 바이패스관을 통해 바이패스 될 수 있다.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명 초전도 전력 공급 시스템의 구성과 작용에 대하여 보다 상세히 설명한다.

먼저, 제1터미널(2)과 제2터미널(4)은 전력 공급의 양단을 이루는 전력 터미널이며, 설명의 편의를 위하여 제1터미널(2)에서 제2터미널(4)로 전력을 공급하는 것으로 설명하지만 제2터미널(4)에서 제1터미널(2)로 전력을 공급하는 것일 수도 있다.

상기 제1터미널(2)과 제2터미널(4)은 초전도 케이블(3)로 연결된다.

도 1에는 초전도 케이블(3)이 3상 전력을 공급하기 위한 것으로 도시하였다.

즉, 초전도 케이블(3)은 3개의 초전도체(3a)와, 초전도체(3a)를 냉각시키는 액체 냉각제(3b)를 포함한다.

상기 액체 냉각제(3b)는 액체 질소를 사용할 수 있으며, 특히 과냉각된 액체 질소를 사용할 수 있다.

상기 초전도 케이블(3) 내의 액체 냉각제(3b)는 정체된 것이 아니며, 펌프(6)의 압력에 의해 초전도 케이블(3)을 따라 제1터미널(2)측에서 제2터미널(4) 측으로 일정한 유속으로 흐르는 상태가 된다.

제2터미널(4)과 제1터미널(2)의 사이에는 회수관(5)이 연결되어 있으며, 액체 냉각제(3b)는 회수관(5)을 통해 제1터미널(2)로 회수되어 다시 초전도 케이블(3)로 공급된다.

즉, 액체 냉각제(3b)는 펌프(6)의 압력에 의해 회수관(5)과 초전도 케이블(3)이 이루는 폐루프를 따라 순환된다.

이때, 액체 냉각제(3b)는 냉동기(7)에 의해 냉각된다.

도면에는 생략되었으나 초전도 케이블(3)은 단열을 위한 다양한 구조를 포함할 수 있으며, 회수관(5) 역시 단열을 위한 다양한 구조를 포함하는 것으로 한다.

초전도 케이블(3)과 회수관(5)의 단열 구조는 진공, 단열재 등 알려진 다양한 단열 구조를 사용할 수 있다.

냉동기(7)는 회수관(5)의 일부와 열교환되어 액체 냉각제(3b)를 적정한 온도로 냉각시키는 것이거나, 회수관(5)을 통해 회수된 액체 냉각제(3b)를 수집한 후, 수집된 액체 냉각제(3b)를 냉각하는 것일 수 있다.

냉동기(7)의 위치는 도 1에 도시한 바와 같이 펌프(6)와 제1터미널(2)의 사이에 위치하여 회수관(5)과 열교환을 통해 액체 냉각제(3b)를 냉각시킬 수 있다.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 초전도 전력 공급 시스템의 구성도로서, 도 2에 도시한 바와 같이 냉동기(7)는 초전도 한류기(1)의 전단에 위치하여 회수되는 액체 냉각제(3b)를 냉각할 수 있다.

또한, 도 2에는 도시하지 않았으나 도 1에 도시한 밸브(8)와 바이패스관이 도 2에 적용될 수 있다.

이처럼 본 발명은 액체 냉각제(3b)를 순환시켜 초전도 케이블(3)이 초전도성을 나타낼 수 있도록 하여, 전력의 손실 없이 전력을 공급할 수 있다.

이때, 회수관(5)을 통해 회수되는 액체 냉각제(3b)는 초전도 한류기(1)를 경유하게 된다.

초전도 한류기(1)는 전력의 공급 과정에서 사고 전류의 발생시 사고 전류를 각 터미널에서 처리할 수 있는 수준의 전류로 변환하기 위하여, 초전도 소자의 저항값을 변화시키는 역할을 한다.

초전도 소자는 초전도 케이블(3)의 초전도체(3a)와 전기적으로 연결되어 있다.

본 발명에 적용되는 초전도 한류기의 예를 도 3에 도시하였다.

도 3을 참조하면 본 발명에 적용되는 초전도 한류기(1)는, 초전도 소자(11)가 침지되는 과냉각 액체 냉각제(12)를 수용하는 제1용기(10)와, 상기 제1용기(10)의 측면 및 저면을 감싸며, 상기 회수관(5)을 통해 회수되는 액체 냉각제(3b)가 유입되는 유입관(21) 및 유입된 액체 냉각제(3b)가 유출되는 유출관(22)을 포함하는 제2용기(20)와, 상기 제2용기(20)의 측면 및 저면을 감싸며, 내부가 진공(31)인 제3용기(30)를 포함하여 구성된다.

제1용기(10)는 원기둥형의 수용공간을 제공하며, 내측에 초전도 소자(11)가 마련되어 있다. 초전도 소자(11)는 전력계통의 상 수와 동 수로 마련될 수 있다.

즉, 3상 전력계통에는 3개의 초전도 소자(11)가 사용될 수 있다.

초전도 소자(11)는 제1용기(10)의 내에서 과냉각 액체 냉각제(12) 내에 침지되어 있으며, 과냉각 액체 냉각제(12)에 의해 온도가 유지되어 고장전류의 발생 전상태에서 저항이 0에 가까운 상태를 유지한다.

상기 과냉각 액체 냉각제(12)는 액체 질소일 수 있다.

제1용기(10)의 내부 압력(P1)은 3bar이며, 과냉각 액체 냉각제(12)의 온도는 77K가 정상 기준온도가 될 수 있으나, 이는 초전도 소자(11)의 소재에 따라 변경될 수 있다.

제1용기(10)의 내부 압력을 유지하기 위하여 비응축 가스가 주입된다. 비응축 가스의 예로는 기체상의 네온과 헬륨이 있으며, 제1용기(10)의 과냉각 액체 냉각제(12)의 상부측 공간은 기체상의 네온 또는 헬륨과 기체상의 질소가 혼합된 가스가 충진되어 압력을 유지하는 것으로 이해될 수 있다.

제1용기(10)에 수용된 과냉각 액체 냉각제(12)는 특별한 이유가 없는 이상은 교환되지 않으며, 온도를 유지한다.

제1용기(10)의 과냉각 액체 냉각제(12)의 온도는 제2용기(20)에 공급되는 액체 냉각제(3b)에 의해 유지된다.

특히, 본 발명은 초전도 한류기(1)에는 별도의 냉동기를 사용하지 않는다.

따라서 추가적인 냉동기를 사용하지 않고도 초전도 한류기(1)를 운용할 수 있다.

제2용기(20)는 각각 회수관(5)에 연결되는 유입관(21)과 유출관(22)을 포함하며, 유입관(21)을 통해 유입된 액체 냉각제(3b)는 제1용기(10)에 수용된 과냉각 액체 냉각제(12)와 열교환되어, 과냉각 액체 냉각제(12)의 온도를 유지하는 역할을 한다.

열교환된 액체 냉각제(3b)는 유출관(22)을 통해 다시 회수관(5)을 통해 회수된다.

도 4는 초전도 한류기(1)의 다른 실시예의 구성도이다.

도 4를 참조하면 본 발명에 적용되는 초전도 한류기(1)는 제2용기(20)가 제1용기(10)의 측면 둘레에 위치하되, 제1용기(10)의 측면 상부측에만 위치하는 것으로 한다.

제2용기(20)는 제1용기(10)의 측면 상단으로부터 하향으로, 측면 높이의 50%정도를 덮는 것으로 할 수 있다. 좀 더 구체적으로 5 내지 30%를 덮을 수 있다.

따라서, 제2용기(20)에 공급된 액체 냉각제(3b)는 제1용기(10)에 수용된 과냉각 액체 냉각제(12)의 상층 영역(A)과 열교환된다.

과냉각 액체 냉각제(12)의 상층 영역(A)의 온도가 하층 영역(B)의 온도에 비해 낮아지게 되며, 과냉각 액체 냉각제(12)는 상층 영역(A)과 하층 영역(B)의 온도 차이에 의해 대류가 발생하게 된다.

즉, 본 발명은 제2용기(20)와 제1용기(10)의 접촉면을 일부로 제한하고, 열교환에 따른 제1용기(10) 내부의 과냉각 액체 냉각제(12)에 부분적인 열적 불균형을 유도하여, 대류를 형성한다.

이와 같은 대류의 형성에 의해 제1용기(10) 내의 과냉각 액체 냉각제(12)가 자체적으로 순환하면서 온도 평형을 이루게 되며, 따라서 온도 균일성을 높일 수 있는 특징이 있다.

이러한 온도 균일성은 초전도 소자(11)를 전체적으로 균일한 온도로 냉각시킬 수 있으며, 초전도 소자(11)의 온도 균일성 확보에 의해 초전도 소자(11) 자체의 저항 균일성도 확보할 수 있다.

제3용기(30)는 상기 제2용기(20)의 측면 및 저면과, 제1용기(10)의 노출된 측면과 저면을 모두 감싸는 구조이며, 내측이 진공(31) 상태로 열전달을 차단하여 제1용기(10) 및 제2용기(20)의 과냉각 액체 냉각제(12)와 액체 냉각제(3b)의 온도 유지에 유리하다.

도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 초전도 한류기의 구성도이다.

도 5에 도시한 초전도 한류기(1)의 다른 실시예의 구성은 도 4를 참조하여 설명한 예와 동일하게 제1용기(10)와, 제1용기(10)의 외측 일부 둘레에 위치하는 제2용기(20) 및 제1용기(10)와 제2용기(20)의 측면 및 저면을 감싸는 제3용기(30)를 포함한다.

다만, 제2용기(20)의 유입관(21)과 유출관(22)의 높이를 상대적으로 더 높여, 제2용기(20)에 유입되는 액체 냉각제(3b)의 액위가 제1용기(10)의 과냉각 액체 냉각제(12)의 액위에 비하여 더 높게 유지되도록 한다.

과냉각 액체 냉각제(12)의 상부측 제1용기(10)의 공간에는 비응축 가스가 주입되어 3bar의 압력으로 유지되는 것으로, 과냉각 액체 냉각제(12)의 온도는 77K로 유지되고, 압력이 3bar인 경우 이론상은 과냉각 액체 냉각제(12)가 기화되지 않지만, 온도의 편차나 기타의 이유로 과냉각 액체 냉각제(12)가 기화되어 제1용기(10)의 압력이 증가하는 현상이 발생할 수 있다.

제1용기(10) 내부의 압력 변화는 전체적으로 상평형에 변화를 주는 요소가 되며, 압력을 일정하게 유지할 필요가 있다.

따라서, 도 5와 같이 제2용기(20) 내부의 액체 냉각제(3b)의 액위(L2)를 제1용기(10)의 과냉각 액체 냉각제(12)의 액위(L1)에 비하여 높게 유지하도록 설정한다.

액체 냉각제(3b)의 액위(L2)와 과냉각 액체 냉각제(12)의 액위(L1)의 차(L2-L1)에 해당하는 제1용기(10)의 외벽 일부 영역은 다른 외벽 영역에 비하여 온도가 더 낮은 영역이 되며, 이를 응축면(13)으로 명명한다.

응축면(13)의 높이, 즉 액체 냉각제(3b)의 액위(L2)와 과냉각 액체 냉각제(12)의 액위(L2)의 높이차는 5 내지 30cm가 되도록 한다.

응축면(13)의 높이가 5cm 미만에서는 응축 효과가 낮으며, 30cm를 초과하는 경우 불필요한 에너지의 낭비가 발생할 수 있다.

따라서, 제1용기(10) 내에서 기화된 과냉각 액체 냉각제(12)인 기체 질소는 온도가 응축 온도 이하인 응축면(13)에서 응축되어, 다시 액화되고 중력에 의해 과냉각 액체 냉각제(12)로 유입된다.

이와 같은 과정은 계속 반복적으로 이루어지며, 따라서 기타의 이유로 기화된 과냉각 액체 냉각제(12)를 다시 응축시킴으로써, 제1용기(10)의 내부 압력을 유지할 수 있게 된다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 초전도 한류기의 구성도이다.

도 6을 참조하면, 초전도 한류기(1)는 유입관(21)과 유출관(22)이 제3용기(30)의 측면을 관통하지 않고, 초전도 한류기(1)의 상판측으로 형성될 수 있다.

이와 같은 구조는 제작의 용이성을 보다 확보하고, 제조비용을 상대적으로 줄일 수 있다.

앞서 설명한 바와 같이 상기 제2용기(20)에 수용된 액체 냉각제(3b)는 제1용기(10)의 과냉각 액체 냉각제(12)와 열교환됨과 아울러 상기 응축면(13)에서 기화된 과냉각 액체 냉각제(12)를 응축시킨 후, 유출관(22)을 통해 제1터미널(2) 측으로 순환된다.

이처럼 본 발명은 별도의 냉동기를 사용하지 않는 초전도 한류기를 운용할 수 있어, 전력 공급 시스템의 안정성을 향상시킴과 아울러 비용의 투입을 최소화할 수 있다.

이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.

1:초전도 한류기 2:제1터미널
3:초전도 케이블 4:제2터미널
5:회수관 6:펌프
7:냉동기 10:제1용기
11:초전도 소자 13:응축면
20:제2용기 30:제3용기

Claims (8)

1. 터미널의 사이에 연결되는 초전도 케이블;
   상기 초전도 케이블의 액체 냉각제를 회수하도록 상기 초전도 케이블과 폐루프를 형성하는 회수관;
   상기 회수관을 통해 상기 액체 냉각제의 순환 압력을 제공하는 펌프;
   상기 액체 냉각제를 냉각시켜 온도를 유지하는 냉동기; 및
   상기 회수관을 통해 회수되는 상기 액체 냉각제가 유입되어 과냉각 액체 냉각제에 침지된 초전도 소자의 온도를 유지하는 초전도 한류기를 포함하는 초전도 전력 공급 시스템.
2. 제1항에 있어서,
   상기 냉동기는,
   상기 초전도 한류기의 전단의 상기 회수관 일부와 열교환되는 것을 특징으로 하는 초전도 전력 공급 시스템.
3. 제1항에 있어서,
   상기 초전도 한류기는,
   별도의 냉동기를 사용하지 않는 것을 특징으로 하는 초전도 전력 공급 시스템.
4. 제3항에 있어서,
   상기 초전도 한류기는,
   초전도 소자가 침지되는 과냉각 액체 냉각제를 수용하는 제1용기;
   상기 제1용기의 상면을 제외한 전체에 접하며, 상기 회수관을 통해 회수되는 액체 냉각제가 유입되는 유입관 및 유입된 액체 냉각제가 유출되는 유출관을 포함하는 제2용기를 포함하는 초전도 전력 공급 시스템.
5. 제3항에 있어서,
   상기 초전도 한류기는,
   초전도 소자가 침지되는 과냉각 액체 냉각제를 수용하는 제1용기;
   상기 제1용기의 측면 상측부 일부에 접하며, 상기 회수관을 통해 회수되는 액체 냉각제가 유입되는 유입관 및 유입된 액체 냉각제가 유출되는 유출관을 포함하는 제2용기를 포함하는 초전도 전력 공급 시스템.
6. 제4항 또는 제5항에 있어서,
   상기 유입관과 유출구의 높이에 의하여,
   상기 제2용기의 액체 냉각제의 액위가 상기 제1용기의 과냉각 액체 냉각제의 액위보다 높은 것을 특징으로 하는 초전도 전력 공급 시스템.
7. 제6항에 있어서,
   상기 액체 냉각제의 액위와 상기 과냉각 액체 냉각제의 액위 차에 해당하는 상기 제1용기의 측면 영역은,
   상기 과냉각 액체 냉각제가 기화되면 다시 응축시켜,
   제1용기의 내부 압력을 유지하는 응축면인 것을 특징으로 하는 초전도 전력 공급 시스템.
8. 제7항에 있어서,
   상기 응축면의 높이는,
   5 내지 30cm인 것을 특징으로 하는 초전도 전력 공급 시스템.
   

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