WO2019181200A1 - 超電導ケーブル - Google Patents

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WO2019181200A1
WO2019181200A1 PCT/JP2019/002663 JP2019002663W WO2019181200A1 WO 2019181200 A1 WO2019181200 A1 WO 2019181200A1 JP 2019002663 W JP2019002663 W JP 2019002663W WO 2019181200 A1 WO2019181200 A1 WO 2019181200A1
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WO
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superconducting cable
superconducting
heat insulating
tube
peripheral surface
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PCT/JP2019/002663
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English (en)
French (fr)
Inventor
富田　優
石原　篤
Original Assignee
公益財団法人鉄道総合技術研究所
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B12/00—Superconductive or hyperconductive conductors, cables, or transmission lines
    • H01B12/14—Superconductive or hyperconductive conductors, cables, or transmission lines characterised by the disposition of thermal insulation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B12/00—Superconductive or hyperconductive conductors, cables, or transmission lines
    • H01B12/02—Superconductive or hyperconductive conductors, cables, or transmission lines characterised by their form
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B12/00—Superconductive or hyperconductive conductors, cables, or transmission lines
    • H01B12/16—Superconductive or hyperconductive conductors, cables, or transmission lines characterised by cooling
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N60/00—Superconducting devices
    • H10N60/80—Constructional details
    • H10N60/81—Containers; Mountings
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment

Definitions

  • the present invention relates to a superconducting cable.
  • a superconducting cable uses a superconducting conductor as a conductor through which a current flows.
  • a superconducting cable can draw a large current even if its cross-sectional area is small, and thus has attracted attention from the viewpoints of downsizing equipment related to power transmission or improving power transmission efficiency.
  • a refrigerant for cooling the superconducting conductor is cooled by a cooling device, the cooled refrigerant is caused to flow inside the superconducting cable using a pump, and the superconducting conductor is cooled by the refrigerant flowing inside the superconducting cable. It is necessary to maintain the superconducting state by circulating the cooled refrigerant in such a procedure that the refrigerant after cooling the superconducting conductor is returned to the cooling device and cooled again.
  • the superconducting cable When the superconducting cable is used as a transmission line for transmitting AC power, it is sufficient to provide power leads, which are connection portions for allowing current to flow from outside to the superconducting cable, at two positions on both ends of the superconducting cable.
  • power leads which are connection portions for allowing current to flow from outside to the superconducting cable, at two positions on both ends of the superconducting cable.
  • a superconducting cable is used as a power transmission line, since two or more power transmission lines are usually laid, a forward path through which a refrigerant flows to one line is provided, and a return path through which a return refrigerant flows is provided to another line. Can do.
  • each of a plurality of superconducting conductors spaced apart from each other unlike a case where a superconducting cable is used as a transmission line for transmitting AC power, respectively.
  • a plurality of power leads that are connected and supply power to the trolley wire are provided.
  • a superconducting cable is used as a feeder line, only one line is normally laid, so as in the case where a superconducting cable is used as a power transmission line, a forward path through which a refrigerant goes to a certain line is provided. It is difficult to provide a return path through which the return refrigerant flows.
  • a superconducting cable used as a feeder has a double pipe with an inner pipe and an outer pipe, for example, a flow path is provided as a forward path through which the refrigerant flows to the inside of the inner pipe. There may be provided a flow path as a return path through which the returned refrigerant flows.
  • Patent Document 1 discloses a superconducting conductor, two or more refrigerant passages including a refrigerant forward path and a refrigerant return path for flowing a refrigerant for cooling the superconducting conductor, a superconducting conductor and a refrigerant path inside the pipe.
  • the refrigerant passage is formed by a double pipe of the inner pipe and the outer pipe, and the refrigerant forward path in the inner space of the inner pipe and the refrigerant return path in the space between the inner pipe and the outer pipe.
  • a technique for forming is disclosed.
  • the entire superconducting cable has flexibility, and it is desirable to use a corrugated tube having flexibility as the inner tube.
  • the inner peripheral surface of the inner pipe made of a corrugated pipe has irregularities. For this reason, when the refrigerant flows through the inner pipe, turbulence occurs in the refrigerant due to the unevenness of the inner peripheral surface of the inner pipe, and pressure loss of the refrigerant occurs. In such a case, since the refrigerant is circulated between the long superconducting cable and the cooling device, the pressure for compressing the refrigerant by the pump is increased, and the pressure resistance of each part of the superconducting cable including the corrugated pipe is increased. This increases the installation cost of feeders or the manufacturing cost of superconducting cables.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, and includes an inner tube and an outer tube, a refrigerant flows to the inside of the inner tube, and the inner tube and the outer tube It is an object of the present invention to provide a superconducting cable that has flexibility and can reduce the pressure loss of the refrigerant when the refrigerant flows through the inside of an inner pipe.
  • the superconducting cable as one aspect of the present invention includes a superconducting cable core and an accommodating tube portion that accommodates the superconducting cable core inside.
  • the superconducting cable core is accommodated in the first corrugated tube, the superconducting conductor provided on the outer peripheral side of the first corrugated tube, the first corrugated tube, and has a smooth inner peripheral surface.
  • a first heat insulating tube made of a heat insulating material.
  • a first flow path through which a coolant for cooling the superconducting cable core flows is formed inside the first heat insulating tube, and the coolant flows between the outer peripheral surface of the first corrugated tube and the inner peripheral surface of the housing tube portion. Two flow paths are formed.
  • the refrigerant flows through the first flow path from the first side in the length direction of the superconducting cable core toward the side opposite to the first side, and the refrigerant after flowing through the first flow path is the second flow path. Flows from the side opposite to the first side in the length direction of the superconducting cable core toward the first side.
  • the flexibility of the first heat insulating tube may be higher than the flexibility of the first corrugated tube.
  • the first corrugated tube is arranged along the length direction of the superconducting cable core and has a plurality of first diameter portions each having a first inner diameter, and the length direction of the superconducting cable core. And a plurality of second diameter portions each having a second inner diameter smaller than the first inner diameter, and the plurality of first diameter portions and the plurality of second diameter portions are superconducting cable cores One by one may be alternately arranged along the length direction. And the outer peripheral surface of a 1st heat insulation pipe
  • tube may be contacting the inner peripheral surface of each of several 2nd diameter part.
  • the refrigerant may be stored between the outer peripheral surface of the first heat insulating tube and the inner peripheral surfaces of the plurality of first diameter portions.
  • the first corrugated tube may be made of stainless steel, and the first heat insulating material may be polytetrafluoroethylene.
  • the accommodating pipe portion is accommodated in the second corrugated pipe and the second corrugated pipe, has a smooth inner peripheral surface, and has a second heat made of the second heat insulating material. And an insulating tube.
  • the superconducting cable core may be accommodated in the second heat insulating tube, and the second flow path may be formed between the outer peripheral surface of the first corrugated tube and the inner peripheral surface of the second heat insulating tube.
  • the flexibility of the second heat insulating tube may be higher than the flexibility of the first corrugated tube and the flexibility of the second corrugated tube.
  • the second corrugated tube is arranged along the length direction of the superconducting cable core and has a plurality of third diameter portions each having a third inner diameter, and the length direction of the superconducting cable core. And a plurality of fourth diameter portions each having a fourth inner diameter smaller than the third inner diameter, wherein the plurality of third diameter portions and the plurality of fourth diameter portions are superconducting cable cores.
  • One by one may be alternately arranged along the length direction.
  • tube may be contacting the inner peripheral surface of each of several 4th diameter part.
  • the refrigerant may be stored between the outer peripheral surface of the second heat insulating tube and the inner peripheral surfaces of each of the plurality of third diameter portions.
  • the second corrugated tube may be made of stainless steel, and the second heat insulating material may be polytetrafluoroethylene.
  • the housing pipe part is a heat insulating pipe part that thermally insulates the superconducting cable core housed inside from the outside, and the heat insulating pipe part has a housing pipe that houses the second corrugated pipe inside.
  • the space between the outer peripheral surface of the second corrugated tube and the inner peripheral surface of the housing tube may be evacuated.
  • the superconducting cable core has a thermal insulating layer that covers the outer peripheral surface of the first corrugated tube and is made of a third thermal insulating material, and the superconducting conductor is on the outer peripheral side of the thermal insulating layer. May be provided.
  • the superconducting conductor is provided on the outer peripheral side of the first superconducting layer provided on the outer peripheral side of the heat insulating layer, the electric insulating layer covering the first superconducting layer, and the electric insulating layer. And a second superconducting layer.
  • a superconducting cable that includes an inner tube and an outer tube, allows a refrigerant to flow inside the inner tube, and allows a return refrigerant to flow between the inner tube and the outer tube. It has flexibility and can reduce the pressure loss of the refrigerant when the refrigerant flows through the inner pipe.
  • hatching may be omitted even in a cross-sectional view in order to make the drawings easy to see. Further, even a plan view may be hatched to make the drawing easy to see.
  • FIG. 1 is a perspective view schematically showing a configuration of an example of a superconducting cable according to an embodiment.
  • FIG.2 and FIG.3 is sectional drawing which shows typically the structure of an example of the superconducting cable of embodiment.
  • FIG. 3 is an enlarged view of a part of FIG.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing a configuration of a superconducting cable of a comparative example.
  • the superconducting cable 1 of the present embodiment includes a superconducting cable core 2 and a heat insulating tube portion 3.
  • the heat insulation pipe part 3 is an accommodation pipe part which accommodates the superconducting cable core 2 inside, Preferably, the superconducting cable core 2 accommodated in the inside is thermally insulated from the outside.
  • the superconducting cable core 2 has a corrugated tube 11 and a superconducting conductor 12 provided on the outer peripheral side of the corrugated tube 11.
  • the corrugated tube has a corrugated shape or a bellows shape, is formed by corrugating a metal tube, and is also referred to as a corrugated tube or a bellows tube.
  • the corrugated pipe 11 is arranged along the length direction of the superconducting cable core 2, and is arranged along the length direction of the superconducting cable core 2 and a plurality of diameter portions (peaks) 11 a having the inner diameter ID 11. And a plurality of diameter portions (valley portions) 11b each having an inner diameter ID12 smaller than the inner diameter ID11.
  • the plurality of diameter portions 11 a and the plurality of diameter portions 11 b are alternately arranged one by one along the length direction of the superconducting cable core 2.
  • the corrugated tube 11 can be bent so as to have a radius equal to or larger than the minimum bending radius, and the corrugated tube 11 has flexibility.
  • the corrugated tube 11 having flexibility means, for example, that the minimum bending radius of the corrugated tube 11 is about 20 times or less of the inner diameter ID12 of the diameter portion 11b of the corrugated tube 11. .
  • the corrugated tube 11 may be flexible and rigid as described above, and may be made of, for example, metal, but is preferably made of, for example, stainless steel.
  • Stainless steel is also called stainless steel, and means a rust-resistant alloy steel containing iron as a main component (50 mass% or more) and chromium containing 10.5 mass% or more.
  • martensitic stainless steel, ferritic stainless steel, austenitic stainless steel, austenitic / ferritic duplex stainless steel, or precipitation hardened stainless steel can be used as the stainless steel.
  • the superconducting cable core 2 has a tube having no flexibility instead of the corrugated tube 11, when the long superconducting cable is wound around the drum, the tube is deformed unevenly to form the superconducting conductor 12. When the stress is applied, the superconducting characteristics such as critical current of the superconducting conductor 12 may be deteriorated.
  • the superconducting cable core 2 has the corrugated pipe 11 having flexibility, when the long superconducting cable is wound around the drum, the corrugated pipe 11 is deformed unevenly and stress is applied to the superconducting conductor 12. This can be prevented or suppressed, and deterioration of the superconducting properties of the superconducting conductor 12 can be prevented or suppressed.
  • the superconducting cable core 2 may cover the outer peripheral surface of the corrugated tube 11 and have a heat insulating layer 13 made of a heat insulating material.
  • the superconducting conductor 12 is provided on the outer peripheral side with respect to the heat insulating layer 13. That is, the superconducting conductor 12 is provided on the outer peripheral surface of the corrugated tube 11 via the thermal insulating layer 13.
  • the heat insulating layer 13 can also be provided on the outer peripheral side of the superconducting conductor 12.
  • the heat insulating layer 13 is made of semi-synthetic paper obtained by bonding insulating paper and polypropylene film, or polytetrafluoroethylene (PTFE) or nylon. That is, preferably, the heat insulating material of the heat insulating layer 13 is polytetrafluoroethylene or nylon. Polytetrafluoroethylene and nylon are excellent in thermal insulation, are inexpensive, and can be easily obtained. The heat insulating layer 13 made of polytetrafluoroethylene or nylon has flexibility.
  • the heat insulating layer 13 made of polytetrafluoroethylene and nylon is easy to slip, and even when heat shrinkage occurs due to cooling, the superconducting conductor 12 provided on the outer peripheral side than the heat insulating layer 13 can be slid, The layer 13 can prevent or suppress the stress from being applied to the superconducting conductor 12.
  • the superconducting conductor 12 includes a superconducting layer 14 provided on the outer peripheral side of the heat insulating layer 13, an electric insulating layer 15 covering the superconducting layer 14, and a shield superconducting layer 16 provided on the outer peripheral side of the electric insulating layer 15.
  • the insulating layer 17 covering the shield superconducting layer 16 and the conductor protective layer 18 provided on the outer peripheral side of the insulating layer 17 may be included.
  • the superconducting layer 14 is a portion through which a superconducting current as a transmission current flows when the superconducting cable 1 is operated as a feeder.
  • the shield superconducting layer 16 returns a current to a substation or the like via a rail in an existing railway system, but becomes a portion where the current flows or a portion where a shield current flows.
  • a magnetic field is generated by causing a superconducting current flowing in the direction opposite to the superconducting current flowing in the superconducting layer 14 to flow in the shield superconducting layer 16, thereby generating a magnetic field.
  • the shield superconducting layer 16 may prevent or suppress application of a magnetic field on the outer peripheral side of the shield superconducting layer 16 to the superconducting layer 14.
  • the heat insulating layer 13 thermally insulates between the corrugated tube 11 and the superconducting conductor 12, and the electric insulating layer 15 electrically insulates between the superconducting layer 14 and the shield superconducting layer 16, and the electric insulating layer.
  • 17 electrically insulates the superconducting conductor 12 from the outside, and the conductor protection layer 18 mechanically protects the superconducting conductor 12 from the outside.
  • the superconducting layer 14 is a plurality of superconducting wires provided around the corrugated tube 11 on the outer peripheral side of the heat insulating layer 13, for example, a plurality of spirally wound around the corrugated tube 11 via the heat insulating layer 13.
  • the superconducting wire is used.
  • the electrical insulating layer 15 is formed of, for example, insulating paper wound around the corrugated tube 11 so as to cover the superconducting layer 14 or semi-synthetic paper in which insulating paper and a polypropylene film are joined.
  • the shield superconducting layer 16 is spirally wound around the corrugated pipe 11 around the plurality of superconducting wires provided on the outer peripheral side of the electric insulating layer 15, for example, the corrugated pipe 11 via the electric insulating layer 15. It is formed of a plurality of superconducting wires.
  • a material in which an intermediate layer, a superconducting layer, and a protective layer are sequentially formed on a tape-like metal substrate can be used as in the superconducting layer 14.
  • the electrical insulating layer 17 is formed of, for example, insulating paper wound around the corrugated tube 11 so as to cover the shield superconducting layer 16 or semi-synthetic paper in which insulating paper and polypropylene film are joined.
  • the conductor protective layer 18 is formed of, for example, insulating paper wound around the corrugated tube 11 so as to cover the electrical insulating layer 17, or a polymer nonwoven fabric.
  • the superconducting layer 14 and the shield superconducting layer 16 are provided on the outer peripheral side of the corrugated tube 11. Therefore, the power lead can be easily connected to the superconducting layer 14 and the shield superconducting layer 16 at a position in the length direction of the superconducting cable core 2.
  • the heat insulation pipe section 3 may have a corrugated pipe 21 and a housing pipe 22 that houses the corrugated pipe 21.
  • the space SP1 between the inner peripheral surface of the housing tube 22 and the outer peripheral surface of the corrugated tube 21 can be evacuated.
  • the superconducting cable core 2 accommodated in the inside of the heat insulation pipe part 3 can be thermally insulated from the outside.
  • the corrugated tube 21 is arranged along the length direction of the superconducting cable core 2, and is arranged along the length direction of the superconducting cable core 2, and a plurality of diameter portions (mountains) 21 a having an inner diameter ID 21. And a plurality of diameter portions (valley portions) 21b each having an inner diameter ID22 smaller than the inner diameter ID21.
  • the plurality of diameter portions 21 a and the plurality of diameter portions 21 b are alternately arranged one by one along the length direction of the superconducting cable core 2.
  • the corrugated tube 21 can be bent so as to have a radius equal to or larger than the minimum bending radius, and the corrugated tube 21 has flexibility.
  • the meaning of the flexibility of the corrugated tube 21 can be defined in the same manner as the meaning of the flexibility of the corrugated tube 11.
  • the corrugated tube 11 may be made of metal as long as it has flexibility and rigidity as described above. It is desirable to use what consists of.
  • a flow path FP1 through which a coolant for cooling the superconducting cable core 2 flows is formed inside the corrugated pipe 11, and the outer peripheral surface of the corrugated pipe 11 and the corrugated Between the pipe 21, that is, the inner peripheral surface of the heat insulating pipe portion 3, a flow path FP ⁇ b> 2 in which the refrigerant flows is formed.
  • the flow path FP1 is sent from the cooling device and introduced into the superconducting cable 1, and then the first side of the heat insulating tube portion 3 from the first end portion 32 (see FIG. 5 described later) of the heat insulating tube portion 3.
  • the flow path FP2 is a flow path as a return path through which the returning refrigerant returns from the end portion 33 of the heat insulating tube portion 3 toward the end portion 32 of the heat insulating tube portion 3 in order to be discharged from the superconducting cable 1 and return to the cooling device. It is.
  • the refrigerant passes through the flow path FP1 formed inside the corrugated tube 11 on the first side in the length direction of the superconducting cable core 2. From the end portion EP1 (see FIG. 5 described later) toward the end portion EP2 (see FIG. 5 described later) opposite to the first side in the length direction of the superconducting cable core 2, that is, FIGS. And it flows toward the direction DR1 shown in FIG.
  • the refrigerant after flowing through the flow path FP1 passes through the flow path FP2 formed between the outer peripheral surface of the corrugated pipe 11 and the corrugated pipe 21, that is, the inner peripheral surface of the heat insulating pipe portion 3, to the length of the superconducting cable core 2. From the end EP2 on the opposite side to the first side in the vertical direction toward the first end EP1 in the length direction of the superconducting cable core 2, that is, in the direction DR2 shown in FIGS. It flows toward you. At this time, since the superconducting conductor 12 is accommodated in the flow path FP2 as the return path, it is mainly cooled by the refrigerant flowing through the flow path FP2 as the return path. That is, the superconducting conductor 12 is cooled by return flow cooling.
  • a superconducting cable used as a feeder when a superconducting cable is used as a feeder for an electric railway, unlike a case where a superconducting cable is used as a transmission line for transmitting AC power, a plurality of superconducting conductors arranged at intervals from each other. There may be provided a plurality of power leads connected to each of the portions and supplying power to the trolley wire. Therefore, a superconducting cable used as a feeder needs to have a structure that can easily branch a current from the superconducting cable, and has a structure different from that of a superconducting cable used as a transmission line.
  • the structure of the flow path through which the refrigerant flows in the superconducting cable used as the feeder may be different from the structure of the flow path in the superconducting cable used as the power transmission line. That is, the cooling device that cools the superconducting cable used as the feeder may have a structure different from the cooling device that cools the superconducting cable used as the power transmission line.
  • two or more superconducting cable cores are provided in parallel with each other without providing a separate line through which the return refrigerant flows, for example, one superconducting cable core is provided with a forward path, and another superconducting cable core is provided with a return path.
  • a method of effectively using the cold heat of the refrigerant is also conceivable.
  • the installation cost of the superconducting cable is increased and the superconducting cable is provided. Since the width dimension in the radial direction becomes large and the structure becomes complicated, it is not realistic.
  • the superconducting conductor 12 is cooled by the refrigerant flowing through the flow path FP2 as the return path, and is cooled by so-called return flow cooling.
  • coolant can be utilized over two times of the going and return of a refrigerant
  • the structure of the superconducting cable can be simplified. Therefore, compared with the case where two or more superconducting cables or superconducting cable cores are provided to circulate the refrigerant, the manufacturing cost of the superconducting cable can be reduced and the installation cost can be reduced.
  • the corrugated tube 11 has flexibility, for example, the superconducting cable before installation can be transported in a state of being wound around a drum, so that the installation cost of the superconducting cable can be reduced. Further, since the corrugated tube 11 has flexibility, the superconducting cable can be bent even with a bending radius substantially equal to the minimum bending radius, and the degree of freedom in designing the space for installing the superconducting cable is increased. Installation cost can be reduced.
  • the superconducting cable 1 of the present embodiment and the superconducting cable 101 of the comparative example also have a structure in which current can be easily branched from the superconducting cable, and are arranged at intervals along the superconducting cable. A plurality of power leads connected to each of the plurality of portions and supplying power to the trolley wire can be easily provided. Therefore, both the superconducting cable 1 of this embodiment and the superconducting cable 101 of the comparative example have a structure different from that of the superconducting cable used as a power transmission line, and are suitable for use as feeders.
  • the superconducting cable 1 of the present embodiment as well as the superconducting cable 101 of the comparative example, only a single superconducting cable core 2 is provided, and a forward path through which the outgoing refrigerant flows, and a return path through which the return refrigerant flows, Can be provided. Therefore, the installation cost of the superconducting cable can be reduced, the radial width of the superconducting cable can be reduced, and the structure can be simplified.
  • superconducting cable core 2 is housed inside corrugated pipe 11, has a smooth inner peripheral surface, and is made of a heat insulating material.
  • the superconducting cable core 2 does not have the heat insulating tube 23 (see FIGS. 1 and 2).
  • the corrugated tube 11 includes a plurality of diameter portions (peak portions) 11a and a plurality of diameter portions (valley portions) 11b alternately arranged one by one, and the inner peripheral surface of the corrugated tube 11 is uneven.
  • the corrugated tube 11 does not have a smooth inner peripheral surface. Therefore, in the superconducting cable 101 of the comparative example, the refrigerant flowing through the flow path FP1 as the forward path flows along the unevenness of the inner peripheral surface of the corrugated pipe 11, and the refrigerant flows through the flow path FP1 as the forward path.
  • the turbulence is generated in the refrigerant due to the unevenness of the inner peripheral surface of the corrugated tube 11.
  • the refrigerant As the refrigerant, after the refrigerant compressed to a high pressure of about 1 MPa by the pump is introduced into the end 32 (see FIG. 5 described later) of the heat insulating pipe part 3, the inside of the flow path FP1, that is, the corrugated pipe 11, It flows from the end portion EP1 (see FIG. 5 described later) of the superconducting cable core 2 toward the end portion EP2 (see FIG. 5 described later).
  • the inner peripheral surface of the corrugated pipe 11 has irregularities, turbulence occurs in the refrigerant flowing in the flow path FP1, that is, the interior of the corrugated pipe 11, and pressure loss of the refrigerant occurs.
  • the pressure for compressing the refrigerant by the pump is increased, and the pressure resistance of each part of the superconducting cable including the corrugated pipe 11 is increased. Therefore, the installation cost of feeders increases or the manufacturing cost of superconducting cables increases.
  • the flow path as the forward path is further away from the end portion EP1 of the superconducting cable core 2 (see FIG. 5 described later).
  • the rise in temperature of the refrigerant flowing through FP1 increases, and the efficiency of cooling the superconducting conductor 12 by the refrigerant flowing through the flow path FP2 as the return path decreases. Therefore, for example, it is necessary to set the temperature at which the refrigerant discharged from the superconducting cable and returned to the cooling device after flowing through the flow path FP2 as the return route is cooled by the cooling device. There is a possibility that the installation cost of the cable increases or the superconducting conductor 12 cannot be cooled sufficiently.
  • the superconducting cable core 2 is housed inside the corrugated tube 11, has a smooth inner peripheral surface, and has a heat insulating tube 23 made of a heat insulating material.
  • the heat insulating tube 23 is an inner peripheral surface smoothing member that smoothes the inner peripheral surface of the corrugated tube 11.
  • the flow path FP1 is the same as the comparative example in that the flow path FP1 through which the refrigerant for cooling the superconducting cable core 2 flows is formed inside the corrugated pipe 11, but the flow path FP1 is a heat insulating tube. It differs from the comparative example in that it is formed not inside the outer peripheral surface of 23 and the inner peripheral surface of the corrugated tube 11 but inside the heat insulating tube 23.
  • the superconducting cable 1 of the present embodiment is configured in that a flow path FP2 through which a refrigerant flows is formed between the outer peripheral surface of the corrugated tube 11 and the inner peripheral surface of the corrugated tube 21, that is, the heat insulating tube portion 3.
  • the flow path FP1 is a flow path as an outward path through which the refrigerant sent from the cooling device and introduced into the superconducting cable 1 flows, and the flow path FP2 is discharged from the superconducting cable 1 and returns to the cooling device. It is a flow path as a return path through which the refrigerant flows. The outbound path and the inbound path are established even if they are reversed.
  • the refrigerant passes through the flow path FP1 formed in the heat insulating tube 23 through the first end portion EP1 (described later) in the length direction of the superconducting cable core 2. 5) to the end EP2 (see FIG. 5 described later) opposite to the first side in the length direction of the superconducting cable core 2, that is, in the direction DR1 shown in FIG. 1 and FIG. It flows.
  • the refrigerant after flowing through the flow path FP1 is a flow path FP2 formed between the outer peripheral surface of the corrugated pipe 11 and the inner peripheral surface of the corrugated pipe 21, that is, the heat insulating pipe section 3.
  • the flow from the end portion EP2 of the superconducting cable core 2 toward the end portion EP1 of the superconducting cable core 2, that is, the direction DR2 shown in FIGS. 1 and 2, is the same as in the comparative example.
  • the superconducting cable includes the inner tube and the outer tube, the refrigerant that flows to the inside of the inner tube flows, and returns between the outer peripheral surface of the inner tube and the inner peripheral surface of the outer tube. Even when the refrigerant flows, the outgoing refrigerant flows through the inside of the heat insulating tube 23 accommodated in the corrugated tube 11 as the inner tube, so that the superconducting cable has flexibility and the corrugated tube 11 The pressure loss of the refrigerant when the refrigerant flows through the inside can be reduced.
  • the heat insulating tube 23 is made of a heat insulating material, heat exchange between the refrigerant flowing through the flow path FP1 as the forward path and the corrugated tube 11 becomes difficult. Therefore, even at a position away from the end portion EP1 (see FIG. 5 described later) of the superconducting cable core 2, it is possible to suppress an increase in the temperature of the refrigerant flowing through the flow path FP1 as the forward path, and to set the flow path FP2 as the return path. The efficiency of cooling the superconducting conductor 12 by the flowing refrigerant can be improved.
  • the temperature at which the refrigerant discharged from the superconducting cable and returned to the cooling device after flowing through the flow path FP2 as the return path can be set to a higher temperature by the cooling device.
  • the superconducting conductor 12 can be sufficiently cooled.
  • the heat insulating tube 23 is made of polytetrafluoroethylene or nylon. That is, preferably, the heat insulating material of the heat insulating tube 23 is polytetrafluoroethylene or nylon. As described above, polytetrafluoroethylene and nylon are excellent in thermal insulation, inexpensive, and easily available. Further, the heat insulating tube 23 made of polytetrafluoroethylene or nylon has flexibility.
  • the heat insulating tube 23 made of polytetrafluoroethylene and nylon is easy to slip, and even if heat shrinkage occurs due to cooling, the corrugated tube 11 provided on the outer peripheral side of the heat insulating tube 23 can be slid, It is possible to prevent or suppress stress from being applied to the corrugated tube 11 by the tube 23.
  • the heat insulating tube 23 has flexibility, and the heat insulating tube 23 has higher flexibility than the corrugated tube 11. That is, the minimum bending radius of the heat insulating tube 23 is smaller than the minimum bending radius of the corrugated tube 11. Thereby, even when the heat insulating tube 23 is bent with a bending radius substantially equal to the minimum bending radius of the corrugated tube 11, the bending radius can be prevented from becoming smaller than the minimum bending radius of the heat insulating tube 23.
  • the outer peripheral surface of the heat insulating tube 23 is in contact with the inner peripheral surface of each of the plurality of diameter portions 11 b included in the corrugated tube 11. That is, the outer diameter of the heat insulating tube 23 is substantially equal to the inner diameter ID12 of each of the plurality of diameter portions 11b.
  • vertical to the length direction of the superconducting cable core 2 of the flow path FP1 can be enlarged. It is possible to reduce the pressure loss of the refrigerant flowing through the flow path FP1.
  • the refrigerant is liquid nitrogen
  • the thermal conductivity of the non-flowing refrigerant, that is, liquid nitrogen is about 0.15 (W / m / K), for example, approximately the same as that of polytetrafluoroethylene. . Therefore, it is possible to prevent or suppress the refrigerant flowing through the flow path FP ⁇ b> 1 as the outward path from exchanging heat with the superconducting conductor 12 provided on the outer peripheral side of the corrugated pipe 11 via the corrugated pipe 11.
  • the refrigerant flows from the end portion EP1 of the superconducting cable core 2 (see FIG. 5 to be described later) to the end portion EP2 of the superconducting cable core 2 (see FIG. 5 to be described later).
  • the refrigerant flowing through FP1 an increase in the temperature of the refrigerant flowing through the flow path FP1 can be suppressed.
  • the superconducting cable core 2 is housed in the corrugated tube 11 instead of the heat insulating tube 23, has a smoothed inner peripheral surface, is made of a heat insulating material, and has an inner periphery of the corrugated tube 11.
  • the inner peripheral surface smoothing member may have a C-shaped or U-shaped cross section perpendicular to the length direction of the superconducting cable core 2, and a cross section perpendicular to the length direction of the superconducting cable core 2.
  • the shape has, for example, a substantially H-shape having two plate-like members arranged opposite to each other in the radial direction across the central axis, and a fixing member that connects and fixes the two plate-like members. It may be a thing.
  • the inner peripheral surface smoothing member may have a tubular shape with a part of the peripheral side surface of the heat insulating tube 23 removed.
  • a plurality of superconducting wires are spirally wound around the corrugated tube 11 via the heat insulating layer 13, that is, wound, so that the superconducting layer 14 made of a plurality of superconducting wires is formed into the heat insulating layer 13. It forms in the outer peripheral side rather than.
  • an insulating paper or the like is wound around the corrugated tube 11 so as to cover the superconducting layer 14, that is, wound, thereby forming the electric insulating layer 15 covering the superconducting layer 14.
  • a superconducting wire is spirally wound around the corrugated tube 11 via the electrical insulating layer 15, that is, wound, so that the shield superconducting layer 16 made of a plurality of superconducting wires is removed from the electrical insulating layer 15. Is also formed on the outer peripheral side.
  • an insulating paper or the like is wrapped around the corrugated tube 11 so as to cover the shield superconducting layer 16, that is, wound, thereby forming the electric insulating layer 17 covering the shield superconducting layer 16.
  • an insulating paper or the like is wound around the corrugated tube 11 so as to cover the electric insulating layer 17, that is, wound, thereby forming the conductor protective layer 18 on the outer peripheral side of the electric insulating layer 17.
  • the heat insulation pipe 23, the corrugated pipe 11, the heat insulation layer 13, the superconducting layer 14, the electric insulation layer 15, the shield superconducting layer 16, the electric insulation layer 17 and the conductor protective layer 18 are sequentially arranged from the center side toward the outer peripheral side. Is formed.
  • the superconducting cable core 2 is inserted into the corrugated tube 21 that accommodates the superconducting cable core 2.
  • the heat insulating tube portion 3 having the corrugated tube 21 and the accommodating tube 22 is formed, and the superconducting cable core 2 and the heat insulating tube portion 3 are formed. Is formed.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of the superconducting cable and the cooling device of the embodiment. Note that, in FIG. 5, of the layers included in the superconducting conductor 12, the illustration of the electrical insulating layer 17 and the conductor protective layer 18 (see FIG. 2) is omitted for easy understanding. In FIG. 5, the waveform shapes of the corrugated pipe 11 and the corrugated pipe 21 are not shown for easy understanding. In addition, it can replace with the superconducting cable 1 of this Embodiment as a superconducting cable, and can also use the superconducting cable 1a (refer FIG. 6) of the modification of embodiment mentioned later.
  • the heat insulating tube portion 3 of the superconducting cable 1 of the present embodiment includes a main body portion 31 and an end disposed on the first side in the length direction of the superconducting cable core 2 relative to the main body portion 31. Part 32, and end part 33 arranged on the opposite side to the first side in the length direction of superconducting cable core 2 relative to main body part 31.
  • the superconducting cable core 2 is accommodated in the main body 31.
  • the superconducting cable core 2 includes a heat insulating tube 23, a corrugated tube 11, a heat insulating layer 13, a superconducting layer 14, an electric insulating layer 15, A shield superconducting layer 16 is provided.
  • a refrigerant made of, for example, liquid nitrogen (LN 2 ) is introduced into the end portion 32 of the heat insulating tube portion 3.
  • the heat insulating tube portion 3 includes a corrugated tube 21 and a housing tube 22.
  • the superconducting cable core 2 includes a first side in the length direction of the superconducting cable core 2, that is, an end EP1 disposed on the end 32 side of the heat insulating tube 3, and a length in the length direction of the superconducting cable core 2. It has an end portion EP2 disposed on the opposite side to the first side, that is, on the end portion 33 side of the heat insulating tube portion 3.
  • the refrigerant is folded at the end 33 of the heat insulating tube 3.
  • Power leads 34 and 35 which are connection portions for allowing current to flow from the outside to the superconducting cable 1, are provided at the end portions 32 and 33 of the heat insulating tube portion 3.
  • the power leads 34 and 35 may also be provided on the main body 31 of the heat insulating tube 3.
  • a pipe 37 for introducing a refrigerant to the end portion 32 of the heat insulation pipe section 3 is connected to the end section 32 of the heat insulation pipe section 3, and in the vicinity of the end on the end portion EP1 side of the superconducting cable core 2 of the flow path FP2.
  • a pipe 38 for discharging the refrigerant from the vicinity of the end on the end portion EP1 side of the superconducting cable core 2 of the flow path FP2 is connected.
  • one end of the pipe 37 is connected to the end 32 of the heat insulating pipe section 3, and the other end of the pipe 37 is a storage tank (for example, stored with liquid nitrogen cooled by a refrigerator (not shown)). It is connected to the outlet of the heat exchanger 39 provided in the illustration.
  • one end of the pipe 38 is connected to the vicinity of the terminal end EP1 side of the superconducting cable core 2 of the flow path FP2, and the other end of the pipe 38 is connected to the inlet of the circulation pump 41.
  • the outlet is connected to the inlet of the heat exchanger 39.
  • the circulation pump 41, the heat exchanger 39, the pipe 37, the end portion 32 of the heat insulation pipe section 3, the flow path FP1, the end section 33 of the heat insulation pipe section 3, the flow path FP2, the pipe 38, and the circulation pump 41 are circulated in this order.
  • a circulating circuit CC1 is formed.
  • the heat exchanger can also be installed in front of the circulation pump.
  • the circulation pump 41 When the superconducting cable core 2 is cooled, the circulation pump 41 is driven so that the refrigerant made of liquid nitrogen filled in the circulation circuit CC1 passes through the circulation circuit CC1, the circulation pump 41, the heat exchanger 39, and the piping 37. Then, the end 32 of the heat insulation pipe part 3, the flow path FP1, the end part 33 of the heat insulation pipe part 3, the flow path FP2, the pipe 38, and the circulation pump 41 are circulated in this order. As described above, the refrigerant flows through the flow path FP1 in the direction DR1, and flows through the flow path FP2 in the direction DR2.
  • the refrigerant made of liquid nitrogen in the circulation circuit CC1 is stored in, for example, a storage tank (not shown) in the heat exchanger 39 and cooled by a refrigerator (not shown). It is cooled by exchanging heat with it.
  • the refrigerant made of liquid nitrogen in the circulation circuit CC1 cooled by heat exchange in the heat exchanger 39 flows through the flow paths FP1 and FP2, thereby cooling the superconducting cable core 2.
  • the refrigerant in the circulation circuit CC1 flows through the flow path FP1 and the flow path FP2, as described above, the refrigerant going through the inside of the heat insulating pipe 23 accommodated in the corrugated pipe 11 as the inner pipe is obtained. Since it flows, the superconducting cable is flexible, and the pressure loss of the refrigerant when the refrigerant flows through the corrugated pipe 11 can be reduced. Therefore, as described above, the installation cost of the feeder can be reduced, and the manufacturing cost of the superconducting cable can be reduced.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing a configuration of a superconducting cable according to a modification of the embodiment.
  • the heat insulating tube portion 3 is preferably housed inside the corrugated tube 21, has a smooth inner peripheral surface, and is made of a heat insulating material. It has the heat insulation pipe
  • the heat insulating tube 43 is an inner peripheral surface smoothing member that smoothes the inner peripheral surface of the corrugated tube 21. Further, the superconducting cable core 2 is accommodated in the heat insulating tube 43.
  • the flow path FP2 through which the refrigerant flows is formed between the outer peripheral surface of the corrugated pipe 11 and the inner peripheral face of the corrugated pipe 21, the flow path FP2 is the same as the embodiment. Is not formed between the outer peripheral surface of the heat insulating tube 43 and the inner peripheral surface of the corrugated tube 21, but is formed between the outer peripheral surface of the corrugated tube 11 and the inner peripheral surface of the heat insulating tube 43. Different from form. Note that the superconducting cable 1a of the present modification is the same as the superconducting cable 1 of the embodiment in that the flow path FP1 through which the refrigerant for cooling the superconducting cable core 2 flows is formed inside the corrugated tube 11.
  • the refrigerant after flowing through the flow path FP1 passes through the flow path FP2 formed between the outer peripheral surface of the corrugated tube 11 and the inner peripheral surface of the heat insulating tube 43. From the end portion EP2 (see FIG. 5) opposite to the first side in the length direction of the superconducting cable core 2 to the end portion EP1 (see FIG. 5) on the first side in the length direction of the superconducting cable core 2. In other words, it flows in the direction DR2 shown in FIG.
  • the refrigerant before flowing through the flow path FP2 passes through the flow path FP1 formed inside the heat insulating tube 23 from the end EP1 of the superconducting cable core 2 to the superconducting cable core 2. It is the same as that of the superconducting cable 1 of embodiment to flow toward the end part EP2, that is, toward the direction DR1 shown in FIG.
  • the heat insulating tube 43 is made of a heat insulating material, heat exchange between the refrigerant flowing through the flow path FP2 as the return path and the corrugated tube 21 is difficult. Therefore, an increase in the temperature of the refrigerant flowing through the flow path FP2 as the return path can be suppressed as compared with the embodiment, and the efficiency of cooling the superconducting conductor 12 and the like with the refrigerant flowing through the flow path FP2 as the return path is improved. As compared with the above, it can be further improved.
  • the temperature at which the refrigerant discharged from the superconducting cable and returned to the cooling device after flowing through the flow path FP2 as the return path can be set higher than that of the embodiment can be set higher than in the embodiment.
  • the installation cost can be further reduced as compared with the embodiment, or the superconducting cable can be further sufficiently cooled as compared with the embodiment.
  • the heat insulating tube 43 is made of polytetrafluoroethylene or nylon, like the heat insulating tube 23. That is, preferably, the heat insulating material of the heat insulating tube 43 is polytetrafluoroethylene or nylon similarly to the heat insulating material of the heat insulating tube 23. In such a case, the heat insulating tube 43 made of polytetrafluoroethylene or nylon has flexibility, is slippery, and does not easily shrink due to cooling, like the heat insulating tube 23 made of polytetrafluoroethylene or nylon. Even if it occurs, it is possible to prevent or suppress the stress from being applied to the corrugated tube 21.
  • the heat insulating tube 43 has flexibility, and the heat insulating tube 43 has higher flexibility than the corrugated tube 11 and the corrugated tube 21. That is, the minimum bending radius of the heat insulating tube 43 is smaller than both the minimum bending radius of the corrugated tube 11 and the minimum bending radius of the corrugated tube 21. Thereby, even when the heat insulating tube 43 is bent with a bending radius substantially equal to the minimum bending radius of the corrugated tube 11, the bending radius can be prevented from becoming smaller than the minimum bending radius of the heat insulating tube 43. Further, even when the heat insulating tube 43 is bent with a bending radius substantially equal to the minimum bending radius of the corrugated tube 21, the bending radius can be prevented from becoming smaller than the minimum bending radius of the heat insulating tube 43.
  • the outer peripheral surface of the heat insulating tube 43 is in contact with the inner peripheral surface of each of the plurality of diameter portions 21 b included in the corrugated tube 21. That is, the outer diameter of the heat insulating tube 43 is substantially equal to the inner diameter ID22 of each of the plurality of diameter portions 21b.
  • vertical to the length direction of the superconducting cable core 2 of the flow path FP2 can be enlarged. It is possible to reduce the pressure loss of the refrigerant flowing through the flow path FP2.
  • a state in which the refrigerant does not accumulate, stay, or flow between the outer peripheral surface of the heat insulating tube 43 and the inner peripheral surface of each of the plurality of diameter portions 21a included in the corrugated tube 21 is realized.
  • the refrigerant is liquid nitrogen
  • the thermal conductivity of the non-flowing refrigerant, that is, liquid nitrogen is small. Therefore, it is possible to prevent or suppress the refrigerant flowing through the flow path FP2 as the return path from exchanging heat with the accommodating pipe 22 provided on the outer peripheral side of the corrugated pipe 21 via the corrugated pipe 21. Therefore, even when the superconducting cable is long, the refrigerant flows from the end portion EP2 (see FIG.
  • the superconducting cable core 2 is housed in the corrugated tube 21 instead of the heat insulating tube 43, has a smoothed inner peripheral surface, is made of a heat insulating material, and has an inner periphery of the corrugated tube 21.
  • You may have the inner peripheral surface smoothing member which smoothes a surface. That is, since it is only necessary to reduce the irregularities on the inner peripheral surface of the corrugated tube 21, the inner peripheral surface smoothing member may not have a tubular shape and is perpendicular to the length direction of the superconducting cable core 2.
  • the cross-sectional shape may be, for example, C-shaped or U-shaped.
  • the inner peripheral surface smoothing member may be one in which a part of the peripheral side surface of the heat insulating tube 43 is removed and has no tubular shape.
  • the superconducting cable may not have the heat insulating tube 23 but may have only the heat insulating tube 43.
  • the effect itself of reducing the pressure loss of the refrigerant flowing through the flow path FP1 is reduced as compared with the case where the pressure loss of the refrigerant flowing through the flow path FP1 as the forward path is directly reduced by the heat insulating tube 23.
  • the pressure loss of the refrigerant flowing through the flow path FP2 as the return path can be reduced by the heat insulating pipe 43.
  • the flow path FP1 as the forward path and the flow path FP2 as the return path are connected in series. Therefore, the effect of reducing the pressure loss of the refrigerant flowing through the flow path FP1 as the forward path can be obtained by reducing the pressure loss of the refrigerant flowing through the flow path FP2 as the return path.
  • the present invention is effective when applied to a superconducting cable.

Landscapes

  • Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
  • Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)

Abstract

超電導ケーブル（１）は、超電導ケーブルコア（２）と、超電導ケーブルコア（２）を収容するコルゲート管（２１）と、を備え、超電導ケーブルコア（２）は、コルゲート管（１１）と、コルゲート管（１１）よりも外周側に設けられた超電導導体（１２）と、コルゲート管（１１）の内部に収容され、且つ、平滑な内周面を有する熱絶縁管（２３）と、を有する。冷媒は、熱絶縁管（２３）の内部に形成された流路（ＦＰ１）を流れた後、コルゲート管（１１）の外周面とコルゲート管（２１）の内周面との間に形成された流路（ＦＰ２）を流れる。

Description

超電導ケーブル
　本発明は、超電導ケーブルに関するものである。
　超電導ケーブルは、電流が流れる導体として超電導導体を用いるものである。超電導ケーブルは、断面積が小さくても大きな電流を流すことができるので、送電に係る設備の小型化、又は、送電効率の向上等の観点で、注目されている。
　一方、超電導ケーブルに電流を流す際には、超電導導体を常に冷却して超電導状態を維持する必要がある。具体的には、例えば超電導導体を冷却するための冷媒を冷却装置により冷却し、冷却された冷媒をポンプを用いて超電導ケーブルの内部に流し、超電導ケーブルの内部を流れる冷媒により超電導導体を冷却し、超電導導体を冷却した後の冷媒を冷却装置に戻して再び冷却する、といった手順で、冷却された冷媒を循環させることにより、超電導状態を維持する必要がある。
　超電導ケーブルが交流電力を送電する送電線として用いられる場合、超電導ケーブルに外部から電流を流すための接続部分であるパワーリードを、超電導ケーブルの両端の２箇所に設ければ十分である。また、超電導ケーブルが送電線として用いられる場合、送電線は通常２回線以上敷設されるため、ある１回線に行きの冷媒が流れる往路を設け、他の回線に戻りの冷媒が流れる復路を設けることができる。
　超電導ケーブルが電気鉄道のき電線として用いられる場合、超電導ケーブルが交流電力を送電する送電線として用いられる場合とは異なり、超電導導体のうち互いに間隔を空けて配置された複数の部分の各々とそれぞれ接続され、且つ、トロリ線に電力を供給する複数のパワーリードを設ける場合がある。また、超電導ケーブルがき電線として用いられる場合、き電線が通常１回線のみ敷設されるため、超電導ケーブルが送電線として用いられる場合のように、ある１回線に行きの冷媒が流れる往路を設け、他の回線に戻りの冷媒が流れる復路を設けることは困難である。そのため、き電線として用いられる超電導ケーブルが、内管と外管との二重管を備え、例えば内管の内部に行きの冷媒が流れる往路としての流路を設け、内管と外管との間に戻りの冷媒が流れる復路としての流路を設けることがある。
　特開２０１３－１２５６４７号公報（特許文献１）には、超電導導体と、超電導導体を冷却する冷媒を流す冷媒往路及び冷媒復路を含む二以上の冷媒通路と、管内部に超電導導体と冷媒通路とが形成される断熱管とを有する超電導ケーブルにおいて、冷媒通路は、内管と外管との二重管によって、内管の内部空間に冷媒往路、内管と外管の間の空間に冷媒復路が形成される技術が開示されている。
特開２０１３－１２５６４７号公報
　このような内管と外管との二重管を備えた超電導ケーブルにおいては、例えば設置前の超電導ケーブルをドラムに巻回した状態で運搬する観点で、又は、超電導ケーブルを設置するスペースの設計の自由度の観点で、超電導ケーブル全体が可撓性を有することが望ましく、内管として可撓性を有するコルゲート管を用いることが望ましい。
　しかし、コルゲート管よりなる内管の内周面は、凹凸を有する。そのため、内管の内部を冷媒が流れる際に、内管の内周面の凹凸により冷媒中に乱れが発生し、冷媒の圧力損失が発生する。このような場合、長尺の超電導ケーブルと冷却装置との間で冷媒を循環させるため、ポンプにより冷媒を圧縮する圧力を高くし、且つ、コルゲート管を含む超電導ケーブルの各部分の耐圧を高くする必要があり、き電線の設置コストが増大するか、又は超電導ケーブルの製造コストが増大する。
　本発明は、上述のような従来技術の問題点を解決すべくなされたものであって、内管と外管とを備え、内管の内部に行きの冷媒が流れ、内管と外管との間に戻りの冷媒が流れる超電導ケーブルにおいて、可撓性を有し、且つ、内管の内部を冷媒が流れる際の冷媒の圧力損失を低減できる超電導ケーブルを提供することを目的とする。
　本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
　本発明の一態様としての超電導ケーブルは、超電導ケーブルコアと、内部に超電導ケーブルコアを収容する収容管部と、を備えている。超電導ケーブルコアは、第１コルゲート管と、第１コルゲート管よりも外周側に設けられた超電導導体と、第１コルゲート管の内部に収容され、平滑な内周面を有し、且つ、第１熱絶縁材料よりなる第１熱絶縁管と、を有する。第１熱絶縁管の内部に、超電導ケーブルコアを冷却する冷媒が流れる第１流路が形成され、第１コルゲート管の外周面と収容管部の内周面との間に、冷媒が流れる第２流路が形成されている。冷媒は、第１流路を、超電導ケーブルコアの長さ方向における第１の側から第１の側と反対側に向かって流れ、第１流路を流れた後の冷媒は、第２流路を、超電導ケーブルコアの長さ方向における第１の側と反対側から第１の側に向かって流れる。
　また、他の一態様として、第１熱絶縁管の可撓性が、第１コルゲート管の可撓性よりも高くてもよい。
　また、他の一態様として、第１コルゲート管は、超電導ケーブルコアの長さ方向に沿って配列され、且つ、第１内径をそれぞれ有する複数の第１径部と、超電導ケーブルコアの長さ方向に沿って配列され、且つ、第１内径よりも小さい第２内径をそれぞれ有する複数の第２径部と、を含み、複数の第１径部と複数の第２径部とは、超電導ケーブルコアの長さ方向に沿って、１つずつ交互に配置されていてもよい。そして、第１熱絶縁管の外周面は、複数の第２径部の各々の内周面に接触していてもよい。
　また、他の一態様として、第１熱絶縁管の外周面と複数の第１径部の各々の内周面との間に冷媒が貯留されてもよい。
　また、他の一態様として、第１コルゲート管は、ステンレスよりなり、第１熱絶縁材料は、ポリテトラフルオロエチレンであってもよい。
　また、他の一態様として、収容管部は、第２コルゲート管と、第２コルゲート管の内部に収容され、平滑な内周面を有し、且つ、第２熱絶縁材料よりなる第２熱絶縁管と、を有してもよい。超電導ケーブルコアは、第２熱絶縁管の内部に収容され、第２流路は、第１コルゲート管の外周面と第２熱絶縁管の内周面との間に形成されていてもよい。
　また、他の一態様として、第２熱絶縁管の可撓性が、第１コルゲート管の可撓性、及び、第２コルゲート管の可撓性のいずれよりも高くてもよい。
　また、他の一態様として、第２コルゲート管は、超電導ケーブルコアの長さ方向に沿って配列され、且つ、第３内径をそれぞれ有する複数の第３径部と、超電導ケーブルコアの長さ方向に沿って配列され、且つ、第３内径よりも小さい第４内径をそれぞれ有する複数の第４径部と、を含み、複数の第３径部と複数の第４径部とは、超電導ケーブルコアの長さ方向に沿って、１つずつ交互に配置されていてもよい。そして、第２熱絶縁管の外周面は、複数の第４径部の各々の内周面に接触していてもよい。
　また、他の一態様として、第２熱絶縁管の外周面と複数の第３径部の各々の内周面との間に冷媒が貯留されてもよい。
　また、他の一態様として、第２コルゲート管は、ステンレスよりなり、第２熱絶縁材料は、ポリテトラフルオロエチレンであってもよい。
　また、他の一態様として、収容管部は、内部に収容された超電導ケーブルコアを外部から断熱する断熱管部であり、断熱管部は、内部に第２コルゲート管を収容する収容管を有し、第２コルゲート管の外周面と収容管の内周面との間の空間は、真空排気されてもよい。
　また、他の一態様として、超電導ケーブルコアは、第１コルゲート管の外周面を覆い、且つ、第３熱絶縁材料よりなる熱絶縁層を有し、超電導導体は、熱絶縁層よりも外周側に設けられていてもよい。
　また、他の一態様として、超電導導体は、熱絶縁層よりも外周側に設けられた第１超電導層と、第１超電導層を覆う電気絶縁層と、電気絶縁層よりも外周側に設けられた第２超電導層と、を含んでもよい。
　本発明の一態様を適用することで、内管と外管とを備え、内管の内部に行きの冷媒が流れ、内管と外管との間に戻りの冷媒が流れる超電導ケーブルが、可撓性を有し、且つ、内管の内部を冷媒が流れる際の冷媒の圧力損失を低減できる。
実施の形態の超電導ケーブルの一例の構成を模式的に示す斜視図である。 実施の形態の超電導ケーブルの一例の構成を模式的に示す断面図である。 実施の形態の超電導ケーブルの一例の構成を模式的に示す断面図である。 比較例の超電導ケーブルの構成を模式的に示す断面図である。 実施の形態の超電導ケーブル及び冷却装置の構成を模式的に示す断面図である。 実施の形態の変形例の超電導ケーブルの構成を模式的に示す断面図である。
　以下に、本発明の実施の形態及び変形例について、図面を参照しつつ説明する。
　なお、開示はあくまで一例にすぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は説明をより明確にするため、実施の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。
　また本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。
　更に、実施の形態で用いる図面においては、断面図であっても図面を見やすくするためにハッチングを省略する場合もある。また、平面図であっても図面を見やすくするためにハッチングを付す場合もある。
　（実施の形態）
　＜超電導ケーブル＞
　以下、本発明の一実施形態としての実施の形態の超電導ケーブルについて、比較例の超電導ケーブルと比較しながら説明する。なお、本実施の形態の超電導ケーブルは、鉄道車両としての電気車に電力を供給するき電線などに用いられる。
　図１は、実施の形態の超電導ケーブルの一例の構成を模式的に示す斜視図である。図２及び図３は、実施の形態の超電導ケーブルの一例の構成を模式的に示す断面図である。図３は、図２の一部分を拡大した拡大図である。図４は、比較例の超電導ケーブルの構成を模式的に示す断面図である。
　まず、図１乃至図３に示す本実施の形態の超電導ケーブル１のうち、図４に示す比較例の超電導ケーブル１０１と同様の部分について説明する。
　本実施の形態の超電導ケーブル１は、超電導ケーブルコア２と、断熱管部３と、を備える。断熱管部３は、内部に超電導ケーブルコア２を収容する収容管部であり、好適には、内部に収容された超電導ケーブルコア２を外部から断熱する。
　超電導ケーブルコア２は、コルゲート管１１と、コルゲート管１１よりも外周側に設けられた超電導導体１２と、を有する。
　コルゲート管は、波形形状又は蛇腹形状を有し、金属管を波形加工することにより形成され、波形管又は蛇腹管とも称される。従って、コルゲート管１１は、超電導ケーブルコア２の長さ方向に沿って配列され、且つ、内径ＩＤ１１を有する複数の径部（山部）１１ａと、超電導ケーブルコア２の長さ方向に沿って配列され、且つ、内径ＩＤ１１よりも小さい内径ＩＤ１２をそれぞれ有する複数の径部（谷部）１１ｂと、を含む。複数の径部１１ａと複数の径部１１ｂとは、超電導ケーブルコア２の長さ方向に沿って、１つずつ交互に配置されている。
　これにより、コルゲート管１１を最小曲げ半径以上の半径を有するように曲げることができ、コルゲート管１１は可撓性を有する。なお、本願明細書において、コルゲート管１１が可撓性を有するとは、例えばコルゲート管１１の最小曲げ半径が、コルゲート管１１の径部１１ｂの内径ＩＤ１２の２０倍程度以下であることを意味する。
　コルゲート管１１として、上記したように可撓性を有し、且つ、剛性を有していればよく、例えば金属よりなるものを用いることができるが、例えばステンレスよりなるものを用いることが望ましい。ステンレスとは、ステンレス鋼とも称され、鉄を主成分（５０ｍａｓｓ％以上）とし、クロムを１０．５ｍａｓｓ％以上含有する錆びにくい合金鋼を意味する。ステンレスとして、マルテンサイト系ステンレス鋼、フェライト系ステンレス鋼、オーステナイト系ステンレス鋼、オーステナイト・フェライト二相ステンレス鋼、又は、析出硬化ステンレス鋼を用いることができる。
　なお、超電導ケーブルコア２が、コルゲート管１１に代えて可撓性を有しない管を有する場合、長尺の超電導ケーブルをドラムに巻回したときに管が不均一に変形して超電導導体１２に応力が加えられることにより、超電導導体１２の例えば臨界電流等の超電導特性が劣化するおそれがある。一方、超電導ケーブルコア２が、可撓性を有するコルゲート管１１を有する場合、長尺の超電導ケーブルをドラムに巻回したときにコルゲート管１１が不均一に変形して超電導導体１２に応力が加えられることを防止又は抑制することができ、超電導導体１２の超電導特性が劣化することを防止又は抑制することができる。
　図１乃至図３に示すように、超電導ケーブルコア２は、コルゲート管１１の外周面を覆い、且つ、熱絶縁材料よりなる熱絶縁層１３を有してもよい。このような場合、超電導導体１２は、熱絶縁層１３よりも外周側に設けられる。即ち、超電導導体１２は、コルゲート管１１の外周面に、熱絶縁層１３を介して設けられる。なお、熱絶縁層１３は超電導導体１２の外周側に設けることも可能である。
　好適には、熱絶縁層１３は、絶縁紙とポリプロピレンフィルムなどを接合した半合成紙、又は、ポリテトラフルオロエチレン（Polytetrafluoroethylene：ＰＴＦＥ）若しくはナイロンよりなる。即ち、好適には、熱絶縁層１３の熱絶縁材料は、ポリテトラフルオロエチレン又はナイロンである。ポリテトラフルオロエチレン及びナイロンは、熱絶縁性に優れ、安価であり、容易に入手することができる。また、ポリテトラフルオロエチレン又はナイロンよりなる熱絶縁層１３は、可撓性を有する。また、ポリテトラフルオロエチレン及びナイロンよりなる熱絶縁層１３は、滑りやすく、冷却による熱収縮が生じても熱絶縁層１３よりも外周側に設けられた超電導導体１２を滑らすことができ、熱絶縁層１３により超電導導体１２に応力が印加されることを防止又は抑制することができる。
　超電導導体１２は、熱絶縁層１３よりも外周側に設けられた超電導層１４と、超電導層１４を覆う電気絶縁層１５と、電気絶縁層１５よりも外周側に設けられたシールド超電導層１６と、シールド超電導層１６を覆う電気絶縁層１７と、電気絶縁層１７よりも外周側に設けられた導体保護層１８と、を含んでもよい。
　超電導層１４は、超電導ケーブル１をき電線として動作させる場合には、送電電流としての超電導電流が流れる部分である。シールド超電導層１６は、既存の鉄道システムではレールを介して変電所等に電流を戻しているが、その電流が流れる部分、或いはシールド電流が流れる部分となる。例えば超電導層１４に流す超電導電流と逆向きの超電導電流をシールド超電導層１６に流して磁界を発生させることにより、超電導層１４に超電導電流を流して発生させた磁界がシールド超電導層１６よりも外周側に印加されることを防止又は抑制する。或いは、シールド超電導層１６は、シールド超電導層１６よりも外周側の磁界が超電導層１４に印加されることを防止又は抑制するものでもよい。
　熱絶縁層１３は、コルゲート管１１と超電導導体１２との間を熱的に絶縁し、電気絶縁層１５は、超電導層１４とシールド超電導層１６との間を電気的に絶縁し、電気絶縁層１７は、超電導導体１２を外部から電気的に絶縁し、導体保護層１８は、超電導導体１２を外部から機械的に保護する。
　超電導層１４は、コルゲート管１１を中心として熱絶縁層１３よりも外周側に設けられた複数の超電導線材、例えばコルゲート管１１の周りに熱絶縁層１３を介して螺旋状に巻回された複数の超電導線材により形成される。超電導層１４を形成する複数の超電導線材として、例えばテープ状の金属基体上に中間層、超電導層及び保護層が順に形成されたものを用いることができる。
　電気絶縁層１５は、例えばコルゲート管１１の周りに、超電導層１４を覆うように巻回された絶縁紙、又は、絶縁紙とポリプロピレンフィルムなどを接合した半合成紙により形成される。
　シールド超電導層１６は、コルゲート管１１を中心として電気絶縁層１５よりも外周側に設けられた複数の超電導線材、例えばコルゲート管１１の周りに電気絶縁層１５を介して螺旋状に巻回された複数の超電導線材により形成される。シールド超電導層１６を形成する複数の超電導線材として、超電導層１４と同様に、例えばテープ状の金属基体上に中間層、超電導層及び保護層が順に形成されたものを用いることができる。
　電気絶縁層１７は、例えばコルゲート管１１の周りに、シールド超電導層１６を覆うように巻回された絶縁紙、又は、絶縁紙とポリプロピレンフィルムなどを接合した半合成紙により形成される。
　導体保護層１８は、例えばコルゲート管１１の周りに、電気絶縁層１７を覆うように巻回された絶縁紙、又は、高分子不織布等により形成される。
　このような超電導導体１２の構造によれば、超電導層１４及びシールド超電導層１６が、コルゲート管１１よりも外周側に設けられる。そのため、超電導層１４及びシールド超電導層１６に、超電導ケーブルコア２の長さ方向における途中の位置において、パワーリードを容易に接続することができる。
　断熱管部３は、コルゲート管２１と、コルゲート管２１を収容する収容管２２を有してもよい。このような場合、収容管２２の内周面とコルゲート管２１の外周面との間の空間ＳＰ１は、真空排気されることができる。これにより、断熱管部３の内部に収容された超電導ケーブルコア２を外部から断熱することができる。
　コルゲート管２１は、超電導ケーブルコア２の長さ方向に沿って配列され、且つ、内径ＩＤ２１を有する複数の径部（山部）２１ａと、超電導ケーブルコア２の長さ方向に沿って配列され、且つ、内径ＩＤ２１よりも小さい内径ＩＤ２２をそれぞれ有する複数の径部（谷部）２１ｂと、を含む。複数の径部２１ａと複数の径部２１ｂとは、超電導ケーブルコア２の長さ方向に沿って、１つずつ交互に配置されている。
　これにより、コルゲート管２１を最小曲げ半径以上の半径を有するように曲げることができ、コルゲート管２１は可撓性を有する。コルゲート管２１の可撓性の意味は、コルゲート管１１の可撓性の意味と同様に定義することができる。また、コルゲート管２１として、コルゲート管１１と同様に、上記したように可撓性を有し、且つ、剛性を有していればよく、例えば金属よりなるものを用いることができるが、例えばステンレスよりなるものを用いることが望ましい。
　本実施の形態の超電導ケーブル１でも、比較例の超電導ケーブル１０１でも、コルゲート管１１の内部に、超電導ケーブルコア２を冷却する冷媒が流れる流路ＦＰ１が形成され、コルゲート管１１の外周面とコルゲート管２１即ち断熱管部３の内周面との間に、冷媒が流れる流路ＦＰ２が形成される。流路ＦＰ１は、冷却装置から送られて超電導ケーブル１に導入された後、断熱管部３の第１の側の端部３２（後述する図５参照）から断熱管部３の第１の側と反対側の端部３３（後述する図５参照）まで行く行きの冷媒が流れる往路としての流路である。流路ＦＰ２は、超電導ケーブル１から排出されて冷却装置に戻るために、断熱管部３の端部３３から断熱管部３の端部３２に向かって戻る戻りの冷媒が流れる復路としての流路である。
　また、本実施の形態の超電導ケーブル１でも、比較例の超電導ケーブル１０１でも、冷媒は、コルゲート管１１の内部に形成された流路ＦＰ１を、超電導ケーブルコア２の長さ方向における第１の側の端部ＥＰ１（後述する図５参照）から、超電導ケーブルコア２の長さ方向における第１の側と反対側の端部ＥＰ２（後述する図５参照）に向かって、即ち図１、図２及び図４に示す方向ＤＲ１に向かって、流れる。そして、流路ＦＰ１を流れた後の冷媒は、コルゲート管１１の外周面とコルゲート管２１即ち断熱管部３の内周面との間に形成された流路ＦＰ２を、超電導ケーブルコア２の長さ方向における第１の側と反対側の端部ＥＰ２から超電導ケーブルコア２の長さ方向における第１の側の端部ＥＰ１に向かって、即ち図１、図２及び図４に示す方向ＤＲ２に向かって、流れる。このとき、超電導導体１２は、復路としての流路ＦＰ２の内部に収容されているため、復路としての流路ＦＰ２を流れる冷媒により主に冷却される。即ち、超電導導体１２は、リターンフロー冷却により冷却される。
　前述したように、超電導ケーブルが電気鉄道のき電線として用いられる場合、超電導ケーブルが交流電力を送電する送電線として用いられる場合とは異なり、超電導導体のうち互いに間隔を空けて配置された複数の部分の各々とそれぞれ接続され、且つ、トロリ線に電力を供給する複数のパワーリードを設ける場合もある。そのため、き電線として用いられる超電導ケーブルは、超電導ケーブルから電流を容易に分岐可能な構造を有する必要があり、送電線として用いられる超電導ケーブルとは異なる構造を有する。
　また、超電導ケーブルがき電線として用いられる場合、き電線が通常１回線のみ敷設されるため、超電導ケーブルが送電線として用いられる場合のように、ある１回線に行きの冷媒が流れる往路を設け、他の回線に戻りの冷媒が流れる復路を設けることは困難である。更に、き電線として用いられる超電導ケーブルでは、直流電力が供給されるため、三相交流電力が供給される超電導ケーブルのように、ある一相の超電導ケーブルに行きの冷媒が流れる往路を設け、他の二相の超電導ケーブルに戻りの冷媒が流れる復路を設けることも困難である。例えば冷媒の冷熱を行きの冷媒が流れる往路のみでしか利用できない場合には、冷媒の冷熱を有効に利用できないことになる。
　このように、き電線として用いられる超電導ケーブルにおいて冷媒が流れる流路の構造は、送電線として用いられる超電導ケーブルにおける流路の構造と異なる場合がある。即ち、き電線として用いられる超電導ケーブルを冷却する冷却装置は、送電線として用いられる超電導ケーブルを冷却する冷却装置の構造と異なる構造を有する場合がある。
　なお、戻りの冷媒が流れる復路が設けられる回線を別途設けることなく、超電導ケーブルコアを互いに並行させて２本以上設け、例えば１本の超電導ケーブルコアに往路を設け、他の超電導ケーブルコアに復路を設けて、冷媒の冷熱を有効利用する方法も考えられる。しかし、このような場合には、超電導ケーブルコアを１本だけ設ければ済む区間でも、超電導ケーブルコアを２本以上設けることになるため、超電導ケーブルの設置コストが増大することに加え、超電導ケーブルの径方向の幅寸法が大きくなり、構造も複雑となるため、現実的ではない。
　一方、本実施の形態の超電導ケーブル１でも、比較例の超電導ケーブル１０１でも、前述したように、冷媒が、コルゲート管１１の内部を、方向ＤＲ１に向かって流れた後、コルゲート管１１の外周面と断熱管部３の内周面との間を、方向ＤＲ２に向かって流れる。また、超電導導体１２は、復路としての流路ＦＰ２を流れる冷媒により冷却され、所謂リターンフロー冷却により冷却される。これにより、１本の超電導ケーブルを設置するだけで冷媒の冷熱を冷媒の行き及び戻りの２回に亘って利用することができる。また、超電導ケーブルの構造を単純なものとすることができる。そのため、冷媒を循環させるために超電導ケーブル又は超電導ケーブルコアを２本以上設ける場合に比べれば、超電導ケーブルの製造コストを削減し、設置コストを削減することができる。
　また、コルゲート管１１が可撓性を有することにより、例えば設置前の超電導ケーブルをドラムに巻回した状態で運搬ができるので、超電導ケーブルの設置コストを低減することができる。また、コルゲート管１１が可撓性を有することにより、超電導ケーブルを最小曲げ半径に略等しい曲げ半径でも曲げることができ、超電導ケーブルを設置するスペースの設計の自由度が増加するので、超電導ケーブルの設置コストを低減することができる。
　また、本実施の形態の超電導ケーブル１においても、比較例の超電導ケーブル１０１においても、超電導ケーブルから電流を容易に分岐可能な構造を有し、超電導ケーブルに沿って互いに間隔を空けて配置された複数の部分の各々とそれぞれ接続され、且つ、トロリ線に電力を供給する複数のパワーリードを、容易に設けることができる。そのため、本実施の形態の超電導ケーブル１も、比較例の超電導ケーブル１０１も、送電線として用いられる超電導ケーブルとは異なる構造を有し、き電線として用いられるのに適している。
　また、本実施の形態の超電導ケーブル１においても、比較例の超電導ケーブル１０１においても、超電導ケーブルコア２を１本だけ設けるだけで、行きの冷媒が流れる往路と、戻りの冷媒が流れる復路と、を設けることができる。そのため、超電導ケーブルの設置コストを削減することができ、超電導ケーブルの径方向の幅寸法を小さくすることができ、構造も単純なものにすることができる。
　次に、本実施の形態の超電導ケーブル１のうち、比較例の超電導ケーブル１０１と異なる部分について、比較例の超電導ケーブル１０１と比較しながら説明する。
　本実施の形態の超電導ケーブル１では、図１及び図２に示すように、超電導ケーブルコア２は、コルゲート管１１の内部に収容され、平滑な内周面を有し、且つ、熱絶縁材料よりなる熱絶縁管２３を有するが、比較例の超電導ケーブル１０１では、図４に示すように、超電導ケーブルコア２は、熱絶縁管２３（図１及び図２参照）を有しない。
　前述したように、コルゲート管１１は、１つずつ交互に配置された複数の径部（山部）１１ａと複数の径部（谷部）１１ｂとを含み、コルゲート管１１の内周面が凹凸を有する。即ちコルゲート管１１は、平滑な内周面を有しない。そのため、比較例の超電導ケーブル１０１では、往路としての流路ＦＰ１を流れる冷媒は、コルゲート管１１の内周面の凹凸に沿って流れることになり、往路としての流路ＦＰ１を冷媒が流れる際に、コルゲート管１１の内周面の凹凸により冷媒中に乱れが発生する。
　冷媒として、ポンプにより例えば１ＭＰａ程度の高い圧力に圧縮された冷媒が、断熱管部３の端部３２（後述する図５参照）に導入された後、流路ＦＰ１即ちコルゲート管１１の内部を、超電導ケーブルコア２の端部ＥＰ１（後述する図５参照）から端部ＥＰ２（後述する図５参照）に向かって流れる。しかし、上記したようにコルゲート管１１の内周面が凹凸を有するため、流路ＦＰ１即ちコルゲート管１１の内部を流れる冷媒中に乱れが発生し、冷媒の圧力損失が発生する。
　従って、比較例では、長尺の超電導ケーブルと冷却装置との間で冷媒を循環させるため、ポンプにより冷媒を圧縮する圧力を高くし、且つ、コルゲート管１１を含む超電導ケーブルの各部分の耐圧を高くする必要があり、き電線の設置コストが増大するか、又は、超電導ケーブルの製造コストが増大する。
　また、往路としての流路ＦＰ１を流れる冷媒とコルゲート管１１との間で熱交換がされやすい場合、超電導ケーブルコア２の端部ＥＰ１（後述する図５参照）から離れるほど、往路としての流路ＦＰ１を流れる冷媒の温度の上昇が大きくなり、復路としての流路ＦＰ２を流れる冷媒により超電導導体１２を冷却する効率が低下する。そのため、例えば、復路としての流路ＦＰ２を流れた後、超電導ケーブルから排出されて冷却装置に戻された冷媒が、冷却装置により冷却される温度をより低く設定する必要があること等により、超電導ケーブルの設置コストが増大するか、又は、超電導導体１２を十分に冷却できないおそれがある。
　一方、本実施の形態の超電導ケーブル１では、超電導ケーブルコア２は、コルゲート管１１の内部に収容され、平滑な内周面を有し、熱絶縁材料よりなる熱絶縁管２３を有する。熱絶縁管２３は、コルゲート管１１の内周面を平滑化する内周面平滑化部材である。
　また、本実施の形態では、コルゲート管１１の内部に超電導ケーブルコア２を冷却する冷媒が流れる流路ＦＰ１が形成される点において、比較例と同様であるものの、流路ＦＰ１が、熱絶縁管２３の外周面とコルゲート管１１の内周面との間ではなく、熱絶縁管２３の内部に形成される点において、比較例と異なる。
　なお、コルゲート管１１の外周面とコルゲート管２１即ち断熱管部３の内周面との間に、冷媒が流れる流路ＦＰ２が形成される点においては、本実施の形態の超電導ケーブル１は、比較例の超電導ケーブル１０１と同様である。また、流路ＦＰ１は、冷却装置から送られて超電導ケーブル１に導入された行きの冷媒が流れる往路としての流路であり、流路ＦＰ２は、超電導ケーブル１から排出されて冷却装置に戻る戻りの冷媒が流れる復路としての流路である。なお、往路と復路は逆にしても成立する。
　そのため、本実施の形態では、比較例と異なり、冷媒は、熱絶縁管２３の内部に形成された流路ＦＰ１を、超電導ケーブルコア２の長さ方向における第１の側の端部ＥＰ１（後述する図５参照）から、超電導ケーブルコア２の長さ方向における第１の側と反対側の端部ＥＰ２（後述する図５参照）に向かって、即ち図１及び図２に示す方向ＤＲ１に向かって、流れる。
　なお、本実施の形態において、流路ＦＰ１を流れた後の冷媒が、コルゲート管１１の外周面とコルゲート管２１即ち断熱管部３の内周面との間に形成された流路ＦＰ２を、超電導ケーブルコア２の端部ＥＰ２から超電導ケーブルコア２の端部ＥＰ１に向かって、即ち図１及び図２に示す方向ＤＲ２に向かって、流れるのは、比較例と同様である。
　このような場合、流路ＦＰ１を冷媒が流れる際に、熱絶縁管２３の内周面に凹凸が無いので、冷媒中に乱れが発生することを防止又は抑制することができ、流路ＦＰ１を流れる冷媒の圧力損失を低減することができる。従って、長尺の超電導ケーブルと冷却装置との間で冷媒を循環させる場合でも、ポンプにより冷媒を圧縮する圧力を高くする必要が少なくなり、コルゲート管１１を含む超電導ケーブルの各部分の耐圧を高くする必要が少なくなる。よって、き電線の設置コストを削減することができ、超電導ケーブルの製造コストを削減することができる。
　即ち、本実施の形態によれば、超電導ケーブルが内管と外管とを備え、内管の内部に行きの冷媒が流れ、内管の外周面と外管の内周面との間に戻りの冷媒が流れる場合でも、内管としてのコルゲート管１１の内部に収容された熱絶縁管２３の内部を行きの冷媒が流れるので、超電導ケーブルが可撓性を有し、且つ、コルゲート管１１の内部を冷媒が流れる際の冷媒の圧力損失を低減することができる。
　また、熱絶縁管２３が熱絶縁材料よりなる場合、往路としての流路ＦＰ１を流れる冷媒とコルゲート管１１との間で熱交換がされにくくなる。そのため、超電導ケーブルコア２の端部ＥＰ１（後述する図５参照）から離れた位置でも、往路としての流路ＦＰ１を流れる冷媒の温度の上昇を抑制することができ、復路としての流路ＦＰ２を流れる冷媒により超電導導体１２を冷却する効率を向上させることができる。従って、例えば、復路としての流路ＦＰ２を流れた後、超電導ケーブルから排出されて冷却装置に戻された冷媒が、冷却装置により冷却される温度をより高く設定できること等により、超電導ケーブルの設置コストを削減することができるか、又は、超電導導体１２を十分に冷却することができる。
　好適には、熱絶縁管２３は、ポリテトラフルオロエチレン又はナイロンなどよりなる。即ち、好適には、熱絶縁管２３の熱絶縁材料は、ポリテトラフルオロエチレン又はナイロンである。前述したように、ポリテトラフルオロエチレン及びナイロンは、熱絶縁性に優れ、安価であり、容易に入手することができる。また、ポリテトラフルオロエチレン又はナイロンよりなる熱絶縁管２３は、可撓性を有する。また、ポリテトラフルオロエチレン及びナイロンよりなる熱絶縁管２３は、滑りやすく、冷却による熱収縮が生じても熱絶縁管２３よりも外周側に設けられたコルゲート管１１を滑らすことができ、熱絶縁管２３によりコルゲート管１１に応力が印加されることを防止又は抑制することができる。
　好適には、熱絶縁管２３は、可撓性を有し、熱絶縁管２３の可撓性が、コルゲート管１１の可撓性よりも高い。即ち、熱絶縁管２３の最小曲げ半径は、コルゲート管１１の最小曲げ半径よりも小さい。これにより、熱絶縁管２３を、コルゲート管１１の最小曲げ半径に略等しい曲げ半径で曲げた場合でも、当該曲げ半径が熱絶縁管２３の最小曲げ半径よりも小さくならないようにすることができる。
　好適には、熱絶縁管２３の外周面は、コルゲート管１１が含む複数の径部１１ｂの各々の内周面に接触している。即ち、熱絶縁管２３の外径は、複数の径部１１ｂの各々の内径ＩＤ１２に略等しい。これにより、コルゲート管１１の内部に収容される熱絶縁管２３の内径を最大にすることができるので、流路ＦＰ１の、超電導ケーブルコア２の長さ方向に垂直な断面積を大きくすることができ、流路ＦＰ１を流れる冷媒の圧力損失を低減することができる。
　好適には、熱絶縁管２３の外周面と、コルゲート管１１が含む複数の径部１１ａの各々の内周面との間に冷媒が貯留若しくは滞留又は流れのない状態が実現される。冷媒が液体窒素である場合、流れていない冷媒即ち液体窒素の熱伝導率は、約０．１５（Ｗ／ｍ／Ｋ）であり、例えばポリテトラフルオロエチレンの熱伝導率と略同程度に小さい。そのため、往路としての流路ＦＰ１を流れる冷媒がコルゲート管１１を介してコルゲート管１１よりも外周側に設けられた超電導導体１２等と熱交換することを防止又は抑制することができる。従って、超電導ケーブルが長尺である場合でも、超電導ケーブルコア２の端部ＥＰ１（後述する図５参照）から超電導ケーブルコア２の端部ＥＰ２（後述する図５参照）まで冷媒が往路として流路ＦＰ１を流れる際に、流路ＦＰ１を流れる冷媒の温度の上昇を抑制することができる。
　なお、超電導ケーブルコア２は、熱絶縁管２３に代えて、コルゲート管１１の内部に収容され、平滑化された内周面を有し、熱絶縁材料よりなり、且つ、コルゲート管１１の内周面を平滑化する内周面平滑化部材を有してもよい。即ち、コルゲート管１１の内部に何も設けられない場合に比べて、コルゲート管１１の内周面の凹凸を少しでも少なくすることができればよいので、内周面平滑化部材は、管状形状を有しなくてもよい。従って、内周面平滑化部材は、超電導ケーブルコア２の長さ方向に垂直な断面形状が例えばＣ字形状又はＵ字形状を有するものでもよく、超電導ケーブルコア２の長さ方向に垂直な断面形状が例えば中心軸を挟んで径方向に互いに対向配置された２枚の板状部材と、それらの２枚の板状部材を接続して固定する固定部材と、を有する略Ｈ字形状を有するものでもよい。或いは、内周面平滑化部材は、熱絶縁管２３の周側面の一部が除去されて管状形状を有さなくなっているものでもよい。
　＜超電導ケーブルの製造方法＞
　図１乃至図３に示すような本実施の形態の超電導ケーブルの製造方法では、まず、熱絶縁管２３を芯材として、熱絶縁管２３の周りにコルゲート管１１を形成する。次に、コルゲート管１１を芯材として、コルゲート管１１の外周面を覆い、且つ、熱絶縁材料よりなる熱絶縁層１３を形成する。
　次に、例えば複数の超電導線材を、コルゲート管１１の周りに熱絶縁層１３を介して螺旋状に巻き付ける、即ち巻回することにより、複数の超電導線材よりなる超電導層１４を、熱絶縁層１３よりも外周側に形成する。
　次に、例えばコルゲート管１１の周りに、超電導層１４を覆うように絶縁紙等を巻き付ける、即ち巻回することにより、超電導層１４を覆う電気絶縁層１５を形成する。
　次に、例えば超電導線材を、コルゲート管１１の周りに電気絶縁層１５を介して螺旋状に巻き付ける、即ち巻回することにより、複数の超電導線材よりなるシールド超電導層１６を、電気絶縁層１５よりも外周側に形成する。
　次に、例えばコルゲート管１１の周りに、シールド超電導層１６を覆うように絶縁紙等を巻き付ける、即ち巻回することにより、シールド超電導層１６を覆う電気絶縁層１７を形成する。
　次に、例えばコルゲート管１１の周りに、電気絶縁層１７を覆うように絶縁紙等を巻き付ける、即ち巻回することにより、電気絶縁層１７よりも外周側に導体保護層１８を形成する。
　これにより、中心側から外周側に向かって順に、熱絶縁管２３、コルゲート管１１、熱絶縁層１３、超電導層１４、電気絶縁層１５、シールド超電導層１６、電気絶縁層１７及び導体保護層１８を有する超電導ケーブルコア２が形成される。
　次に、超電導ケーブルコア２を収容するコルゲート管２１の内部に、超電導ケーブルコア２を挿入する。次に、コルゲート管２１を収容する収容管２２の内部にコルゲート管２１を挿入することにより、コルゲート管２１及び収容管２２を有する断熱管部３を形成し、超電導ケーブルコア２及び断熱管部３を備えた超電導ケーブル１を形成する。
　＜冷却装置＞
　次に、本実施の形態の超電導ケーブルを冷却する冷却装置について説明する。図５は、実施の形態の超電導ケーブル及び冷却装置の構成を模式的に示す断面図である。なお、図５では、理解を簡単にするために、超電導導体１２が含む各層のうち、電気絶縁層１７及び導体保護層１８（図２参照）の図示を省略している。また、図５では、理解を簡単にするために、コルゲート管１１及びコルゲート管２１の波形形状の図示を省略している。なお、超電導ケーブルとして、本実施の形態の超電導ケーブル１に代えて、後述する実施の形態の変形例の超電導ケーブル１ａ（図６参照）を用いることもできる。
　図５に示すように、本実施の形態の超電導ケーブル１の断熱管部３は、本体部３１と、本体部３１よりも超電導ケーブルコア２の長さ方向における第１の側に配置された端部３２と、本体部３１よりも超電導ケーブルコア２の長さ方向における第１の側と反対側に配置された端部３３と、を有する。本体部３１の内部には、超電導ケーブルコア２が収容される。超電導ケーブルコア２は、超電導ケーブルコア２の径方向における中心側から外周側に向かって順次配置された、熱絶縁管２３、コルゲート管１１、熱絶縁層１３、超電導層１４、電気絶縁層１５及びシールド超電導層１６を有する。断熱管部３の端部３２には、例えば液体窒素（ＬＮ２）よりなる冷媒が導入される。なお、断熱管部３は、コルゲート管２１と、収容管２２と、を有する。
　また、超電導ケーブルコア２は、超電導ケーブルコア２の長さ方向における第１の側、即ち断熱管部３の端部３２側に配置された端部ＥＰ１と、超電導ケーブルコア２の長さ方向における第１の側と反対側、即ち断熱管部３の端部３３側に配置された端部ＥＰ２と、を有する。
　断熱管部３の端部３３では、冷媒が折り返される。断熱管部３の端部３２及び３３には、超電導ケーブル１に外部から電流を流すための接続部分であるパワーリード３４及び３５が設けられている。なお、パワーリード３４及び３５は、断熱管部３の本体部３１にも設けられてもよい。断熱管部３の端部３２には、断熱管部３の端部３２に冷媒を導入するための配管３７が接続され、流路ＦＰ２の超電導ケーブルコア２の端部ＥＰ１側の末端近傍には、流路ＦＰ２の超電導ケーブルコア２の端部ＥＰ１側の末端近傍から冷媒を排出するための配管３８が接続されている。
　配管３７の一端は、前述したように断熱管部３の端部３２に接続され、配管３７の他端は、例えば冷凍機（図示は省略）により冷却された液体窒素が貯留された貯留タンク（図示は省略）内に設けられた熱交換器３９の出口に接続されている。配管３８の一端は、前述したように流路ＦＰ２の超電導ケーブルコア２の端部ＥＰ１側の末端近傍に接続され、配管３８の他端は、循環ポンプ４１の入口に接続され、循環ポンプ４１の出口は、熱交換器３９の入口に接続されている。これにより、循環ポンプ４１、熱交換器３９、配管３７、断熱管部３の端部３２、流路ＦＰ１、断熱管部３の端部３３、流路ＦＰ２、配管３８、循環ポンプ４１の順に循環する循環回路ＣＣ１が形成される。なお、熱交換器は循環ポンプの手前にも設置することが可能である。
　超電導ケーブルコア２を冷却する際は、循環ポンプ４１を駆動することにより、循環回路ＣＣ１内に満たされた液体窒素よりなる冷媒が循環回路ＣＣ１内を、循環ポンプ４１、熱交換器３９、配管３７、断熱管部３の端部３２、流路ＦＰ１、断熱管部３の端部３３、流路ＦＰ２、配管３８、循環ポンプ４１の順に循環する。なお、前述したように、冷媒は、流路ＦＰ１を方向ＤＲ１に向かって流れ、流路ＦＰ２を方向ＤＲ２に向かって流れる。この循環の際に、循環回路ＣＣ１内の液体窒素よりなる冷媒は、熱交換器３９で、例えば貯留タンク（図示は省略）内に貯留され、冷凍機（図示は省略）により冷却された液体窒素と熱交換することによって、冷却される。熱交換器３９での熱交換により冷却された循環回路ＣＣ１内の液体窒素よりなる冷媒が流路ＦＰ１及び流路ＦＰ２を流れることにより、超電導ケーブルコア２が冷却される。
　また、循環回路ＣＣ１内の冷媒が流路ＦＰ１及び流路ＦＰ２を流れる際に、前述したように、内管としてのコルゲート管１１の内部に収容された熱絶縁管２３の内部を行きの冷媒が流れるので、超電導ケーブルが可撓性を有し、且つ、コルゲート管１１の内部を冷媒が流れる際の冷媒の圧力損失を低減することができる。よって、前述したように、き電線の設置コストを削減することができ、超電導ケーブルの製造コストを削減することができる。
　＜超電導ケーブルの変形例＞
　次に、本実施の形態の超電導ケーブルの変形例について説明する。図６は、実施の形態の変形例の超電導ケーブルの構成を模式的に示す断面図である。
　図６に示すように、本変形例の超電導ケーブル１ａでは、好適には、断熱管部３は、コルゲート管２１の内部に収容され、平滑な内周面を有し、且つ、熱絶縁材料よりなる熱絶縁管４３を有する。熱絶縁管４３は、コルゲート管２１の内周面を平滑化する内周面平滑化部材である。また、超電導ケーブルコア２は、熱絶縁管４３の内部に収容されている。
　また、本変形例では、コルゲート管１１の外周面とコルゲート管２１の内周面との間に冷媒が流れる流路ＦＰ２が形成される点において、実施の形態と同様であるものの、流路ＦＰ２が、熱絶縁管４３の外周面とコルゲート管２１の内周面との間ではなく、コルゲート管１１の外周面と熱絶縁管４３の内周面との間に形成される点において、実施の形態と異なる。なお、コルゲート管１１の内部に超電導ケーブルコア２を冷却する冷媒が流れる流路ＦＰ１が形成される点においては、本変形例の超電導ケーブル１ａは、実施の形態の超電導ケーブル１と同様である。
　そのため、本変形例では、実施の形態と異なり、流路ＦＰ１を流れた後の冷媒は、コルゲート管１１の外周面と熱絶縁管４３の内周面との間に形成された流路ＦＰ２を、超電導ケーブルコア２の長さ方向における第１の側と反対側の端部ＥＰ２（図５参照）から超電導ケーブルコア２の長さ方向における第１の側の端部ＥＰ１（図５参照）に向かって、即ち図６に示す方向ＤＲ２に向かって流れる。
　なお、本変形例の超電導ケーブル１ａにおいて、流路ＦＰ２を流れる前の冷媒が、熱絶縁管２３の内部に形成された流路ＦＰ１を、超電導ケーブルコア２の端部ＥＰ１から、超電導ケーブルコア２の端部ＥＰ２に向かって、即ち図６に示す方向ＤＲ１に向かって流れるのは、実施の形態の超電導ケーブル１と同様である。
　このような場合、冷媒が流路ＦＰ２を流れる際に、熱絶縁管４３の内周面に凹凸が無いので、冷媒中に乱れが発生することを防止又は抑制することができ、流路ＦＰ２を流れる冷媒の圧力損失を低減することができる。従って、長尺の超電導ケーブルと冷却装置との間で冷媒を循環させる場合でも、ポンプにより冷媒を圧縮する圧力を高くする必要が実施の形態に比べて更に少なくなり、超電導ケーブルの各部分の耐圧を高くする必要が実施の形態に比べて更に少なくなる。よって、実施の形態に比べて更に、き電線の設置コストを更に削減することができ、実施の形態に比べて更に、超電導ケーブルの製造コストを更に削減することができる。
　また、熱絶縁管４３が熱絶縁材料よりなる場合、復路としての流路ＦＰ２を流れる冷媒とコルゲート管２１との間で熱交換がされにくくなる。そのため、復路としての流路ＦＰ２を流れる冷媒の温度の上昇を実施の形態に比べて抑制することができ、復路としての流路ＦＰ２を流れる冷媒により超電導導体１２等を冷却する効率を実施の形態に比べて更に向上させることができる。従って、例えば復路としての流路ＦＰ２を流れた後、超電導ケーブルから排出されて冷却装置に戻された冷媒が冷却装置により冷却される温度を実施の形態に比べて更に高く設定できる等、超電導ケーブルの設置コストを実施の形態に比べて更に削減することができるか、又は、超電導ケーブルを実施の形態に比べて更に十分に冷却することができる。
　好適には、熱絶縁管４３は、熱絶縁管２３と同様に、ポリテトラフルオロエチレン又はナイロンよりなる。即ち、好適には、熱絶縁管４３の熱絶縁材料は、熱絶縁管２３の熱絶縁材料と同様に、ポリテトラフルオロエチレン又はナイロンである。このような場合、ポリテトラフルオロエチレン又はナイロンよりなる熱絶縁管４３は、ポリテトラフルオロエチレン又はナイロンよりなる熱絶縁管２３と同様に、可撓性を有し、滑りやすく、冷却による熱収縮が生じてもコルゲート管２１に応力が印加されることを防止又は抑制することができる。
　好適には、熱絶縁管４３は、可撓性を有し、熱絶縁管４３の可撓性が、コルゲート管１１の可撓性、及び、コルゲート管２１の可撓性のいずれよりも高い。即ち、熱絶縁管４３の最小曲げ半径は、コルゲート管１１の最小曲げ半径、及び、コルゲート管２１の最小曲げ半径のいずれよりも小さい。これにより、熱絶縁管４３を、コルゲート管１１の最小曲げ半径に略等しい曲げ半径で曲げた場合でも、当該曲げ半径が熱絶縁管４３の最小曲げ半径よりも小さくならないようにすることができる。また、熱絶縁管４３を、コルゲート管２１の最小曲げ半径に略等しい曲げ半径で曲げた場合でも、当該曲げ半径が熱絶縁管４３の最小曲げ半径よりも小さくならないようにすることができる。
　好適には、熱絶縁管４３の外周面は、コルゲート管２１が含む複数の径部２１ｂの各々の内周面に接触している。即ち、熱絶縁管４３の外径は、複数の径部２１ｂの各々の内径ＩＤ２２に略等しい。これにより、コルゲート管２１の内部に収容される熱絶縁管４３の内径を最大にすることができるので、流路ＦＰ２の、超電導ケーブルコア２の長さ方向に垂直な断面積を大きくすることができ、流路ＦＰ２を流れる冷媒の圧力損失を低減することができる。
　好適には、熱絶縁管４３の外周面と、コルゲート管２１が含む複数の径部２１ａの各々の内周面との間に冷媒が貯留若しくは滞留又は流れのない状態が実現される。前述したように、冷媒が液体窒素である場合、流れていない冷媒即ち液体窒素の熱伝導率は小さい。そのため、復路としての流路ＦＰ２を流れる冷媒がコルゲート管２１を介してコルゲート管２１よりも外周側に設けられた収容管２２等と熱交換することを防止又は抑制することができる。従って、超電導ケーブルが長尺である場合でも、超電導ケーブルコア２の端部ＥＰ２（図５参照）から超電導ケーブルコア２の端部ＥＰ１（図５参照）まで冷媒が復路としての流路ＦＰ２を流れる際に、流路ＦＰ２を流れる冷媒の温度の上昇を抑制することができる。
　なお、超電導ケーブルコア２は、熱絶縁管４３に代えて、コルゲート管２１の内部に収容され、平滑化された内周面を有し、熱絶縁材料よりなり、且つ、コルゲート管２１の内周面を平滑化する内周面平滑化部材を有してもよい。即ち、コルゲート管２１の内周面の凹凸を少しでも緩和することができればよいので、内周面平滑化部材は、管状形状を有しなくてもよく、超電導ケーブルコア２の長さ方向に垂直な断面形状が例えばＣ字形状又はＵ字形状を有するものでもよい。或いは、内周面平滑化部材は、熱絶縁管４３の周側面の一部が除去されて管状形状を有さなくなっているものでもよい。
　なお、実施の形態の超電導ケーブルの更なる変形例として、超電導ケーブルが、熱絶縁管２３を有さず、熱絶縁管４３のみを有してもよい。このような場合、往路としての流路ＦＰ１を流れる冷媒の圧力損失を熱絶縁管２３により直接低減する場合に比べれば、流路ＦＰ１を流れる冷媒の圧力損失を低減する効果自体は少なくなるものの、復路としての流路ＦＰ２を流れる冷媒の圧力損失を熱絶縁管４３により低減することができる。また、往路としての流路ＦＰ１と、復路としての流路ＦＰ２とは、直列に接続されている。そのため、復路としての流路ＦＰ２を流れる冷媒の圧力損失を低減することにより、往路としての流路ＦＰ１を流れる冷媒の圧力損失を低減する効果も得られる。
　以上、本発明者によってなされた発明をその実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
　本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。
　例えば、前述の実施の形態及び変形例に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除若しくは設計変更を行ったもの、又は、工程の追加、省略若しくは条件変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。
　本発明は、超電導ケーブルに適用して有効である。
　１、１ａ　超電導ケーブル
　２　超電導ケーブルコア
　３　断熱管部
１１、２１　コルゲート管
１１ａ、１１ｂ、２１ａ、２１ｂ　径部
１２　超電導導体
１３　熱絶縁層
１４　超電導層
１５　電気絶縁層
１６　シールド超電導層
１７　電気絶縁層
１８　導体保護層
２２　収容管
２３、４３　熱絶縁管
３１　本体部
３２、３３　端部
３４、３５　パワーリード
３７、３８　配管
３９　熱交換器
４１　循環ポンプ
ＣＣ１　循環回路
ＤＲ１、ＤＲ２　方向
ＥＰ１、ＥＰ２　端部
ＦＰ１、ＦＰ２　流路
ＩＤ１１、ＩＤ１２、ＩＤ２１、ＩＤ２２　内径
ＳＰ１　空間

Claims (13)

  1. 　超電導ケーブルコアと、内部に前記超電導ケーブルコアを収容する収容管部と、を備えた超電導ケーブルにおいて、
    　前記超電導ケーブルコアは、
    　第１コルゲート管と、
    　前記第１コルゲート管よりも外周側に設けられた超電導導体と、
    　前記第１コルゲート管の内部に収容され、平滑な内周面を有し、且つ、第１熱絶縁材料よりなる第１熱絶縁管と、
    　を有し、
    　前記第１熱絶縁管の内部に、前記超電導ケーブルコアを冷却する冷媒が流れる第１流路が形成され、
    　前記第１コルゲート管の外周面と前記収容管部の内周面との間に、前記冷媒が流れる第２流路が形成され、
    　前記冷媒は、前記第１流路を、前記超電導ケーブルコアの長さ方向における第１の側から前記第１の側と反対側に向かって流れ、
    　前記第１流路を流れた後の前記冷媒は、前記第２流路を、前記超電導ケーブルコアの長さ方向における前記第１の側と反対側から前記第１の側に向かって流れる、超電導ケーブル。
  2. 　請求項１に記載の超電導ケーブルにおいて、
    　前記第１熱絶縁管の可撓性が、前記第１コルゲート管の可撓性よりも高い、超電導ケーブル。
  3. 　請求項１又は２に記載の超電導ケーブルにおいて、
    　前記第１コルゲート管は、
    　前記超電導ケーブルコアの長さ方向に沿って配列され、且つ、第１内径をそれぞれ有する複数の第１径部と、
    　前記超電導ケーブルコアの長さ方向に沿って配列され、且つ、前記第１内径よりも小さい第２内径をそれぞれ有する複数の第２径部と、
    　を含み、
    　前記複数の第１径部と前記複数の第２径部とは、前記超電導ケーブルコアの長さ方向に沿って、１つずつ交互に配置され、
    　前記第１熱絶縁管の外周面は、前記複数の第２径部の各々の内周面に接触している、超電導ケーブル。
  4. 　請求項３に記載の超電導ケーブルにおいて、
    　前記第１熱絶縁管の外周面と前記複数の第１径部の各々の内周面との間に前記冷媒が貯留若しくは滞留又は流れのない状態が実現される、超電導ケーブル。
  5. 　請求項１乃至４のいずれか一項に記載の超電導ケーブルにおいて、
    　前記第１コルゲート管は、ステンレスよりなり、
    　前記第１熱絶縁材料は、ポリテトラフルオロエチレンである、超電導ケーブル。
  6. 　請求項１乃至５のいずれか一項に記載の超電導ケーブルにおいて、
    　前記収容管部は、
    　第２コルゲート管と、
    　前記第２コルゲート管の内部に収容され、平滑な内周面を有し、且つ、第２熱絶縁材料よりなる第２熱絶縁管と、
    　を有し、
    　前記超電導ケーブルコアは、前記第２熱絶縁管の内部に収容され、
    　前記第２流路は、前記第１コルゲート管の外周面と前記第２熱絶縁管の内周面との間に形成されている、超電導ケーブル。
  7. 　請求項６に記載の超電導ケーブルにおいて、
    　前記第２熱絶縁管の可撓性が、前記第１コルゲート管の可撓性、及び、前記第２コルゲート管の可撓性のいずれよりも高い、超電導ケーブル。
  8. 　請求項６又は７に記載の超電導ケーブルにおいて、
    　前記第２コルゲート管は、
    　前記超電導ケーブルコアの長さ方向に沿って配列され、且つ、第３内径をそれぞれ有する複数の第３径部と、
    　前記超電導ケーブルコアの長さ方向に沿って配列され、且つ、前記第３内径よりも小さい第４内径をそれぞれ有する複数の第４径部と、
    　を含み、
    　前記複数の第３径部と前記複数の第４径部とは、前記超電導ケーブルコアの長さ方向に沿って、１つずつ交互に配置され、
    　前記第２熱絶縁管の外周面は、前記複数の第４径部の各々の内周面に接触している、超電導ケーブル。
  9. 　請求項８に記載の超電導ケーブルにおいて、
    　前記第２熱絶縁管の外周面と前記複数の第３径部の各々の内周面との間に前記冷媒が貯留若しくは滞留又は流れのない状態が実現される、超電導ケーブル。
  10. 　請求項６乃至９のいずれか一項に記載の超電導ケーブルにおいて、
    　前記第２コルゲート管は、ステンレスよりなり、
    　前記第２熱絶縁材料は、ポリテトラフルオロエチレンである、超電導ケーブル。
  11. 　請求項６乃至１０のいずれか一項に記載の超電導ケーブルにおいて、
    　前記収容管部は、内部に収容された前記超電導ケーブルコアを外部から断熱する断熱管部であり、
    　前記断熱管部は、内部に前記第２コルゲート管を収容する収容管を有し、
    　前記第２コルゲート管の外周面と前記収容管の内周面との間の空間は、真空排気される、超電導ケーブル。
  12. 　請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の超電導ケーブルにおいて、
    　前記超電導ケーブルコアは、前記第１コルゲート管の外周面を覆い、且つ、第３熱絶縁材料よりなる熱絶縁層を有し、
    　前記超電導導体は、前記熱絶縁層よりも外周側に設けられている、超電導ケーブル。
  13. 　請求項１２に記載の超電導ケーブルにおいて、
    　前記超電導導体は、
    　前記熱絶縁層よりも外周側に設けられた第１超電導層と、
    　前記第１超電導層を覆う電気絶縁層と、
    　前記電気絶縁層よりも外周側に設けられた第２超電導層と、
    　を含む、超電導ケーブル。
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