KR20130035755A - Decompression pumping system for hts power cable and cooling method for using the same - Google Patents
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Abstract
초전도 케이블을 냉각하는 감압 냉동 시스템 및 그를 이용한 냉각 방법이 제공된다. 초전도 케이블을 냉각하는 감압 냉동 시스템은, 상기 초전도 케이블을 순환하는 냉매를 냉각하는 서브 쿨러(sub cooler), 상기 서브 쿨러의 증기압을 조절하여, 상기 서브 쿨러 내의 냉매 온도를 하강시키는 감압 펌프, 상기 감압 펌프로부터 배출되는 냉매를 재응축하는 극저온 냉동기 및 상기 재응축된 냉매를 저장하는 냉매 저장 탱크를 포함한다.A reduced pressure refrigeration system for cooling a superconducting cable and a cooling method using the same are provided. A reduced pressure refrigeration system for cooling a superconducting cable includes a sub cooler for cooling a refrigerant circulating through the superconducting cable, a pressure reducing pump for adjusting a vapor pressure of the sub cooler to lower a refrigerant temperature in the sub cooler, and the decompression A cryogenic freezer for recondensing the refrigerant discharged from the pump and a refrigerant storage tank for storing the recondensed refrigerant.
Description
본 발명은 감압 냉동 시스템 및 그를 이용한 냉각 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 초전도 케이블 냉각을 위한 감압 냉동 시스템 및 그를 이용한 냉각 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a reduced pressure refrigeration system and a cooling method using the same, and more particularly, to a reduced pressure refrigeration system for superconducting cable cooling and a cooling method using the same.
초전도 현상이란 극저온 상태에서 도체에 흐르는 전기적 저항이 0인 특성을 말하며, 초전도 케이블은 이러한 특성을 구현하기 위해 제작된 전력 케이블이다.The superconductivity phenomenon refers to a characteristic in which the electrical resistance flowing to a conductor in a cryogenic state is zero, and a superconducting cable is a power cable manufactured to realize these characteristics.
이와 같은 초전도 현상을 구현하기 위해서 액체 질소를 사용하며 도체는 액체 질소의 극저온에 의해 초전도체의 특성을 갖는다.In order to implement such a superconducting phenomenon, liquid nitrogen is used, and the conductor has the characteristics of the superconductor by the cryogenic temperature of the liquid nitrogen.
이와 같이 액체 질소는 초전도 케이블을 따라 초전도체와 접한 상태로 채워지는데, 액체 질소에서 과도한 압력이 발생할 시에 해당 압력을 감소시키는 감압 장치가 설치된다.As such, the liquid nitrogen is filled in contact with the superconductor along the superconducting cable, and a pressure reducing device is installed to reduce the pressure when excessive pressure occurs in the liquid nitrogen.
도 1은 종래 기술에 따른 초전도 케이블의 액체 질소를 감압 장치로 전송하는 개념도이다.1 is a conceptual diagram for transmitting the liquid nitrogen of the superconducting cable according to the prior art to the decompression device.
도 1에 도시된 바와 같이, 액체 질소를 진공 상태의 감압 장치로 공급하기 위해서, 액체 질소 탱크(미도시)에서 감압 장치로 연장된 액체 질소 공급 라인(1)이 설치되고, 상기 액체 질소 공급 라인(1)에는 고온 고압의 액체 질소를 저장하는 기액 분리기(3)가 설치된다.As shown in Fig. 1, in order to supply liquid nitrogen to a vacuum decompression device, a liquid nitrogen supply line 1 extending from a liquid nitrogen tank (not shown) to the decompression device is installed, and the liquid nitrogen supply line In (1), the gas-
액체 질소 공급 라인(1)을 따라 유동한 액체 질소는 기액 분리기(3)에 저장되며, 기액 분리기(3) 내에서 생성된 기체 질소는 대기 중으로 배기되고 액체 질소는 대기압 상태로 유지된 후 감압 장치(5)로 유동한다.The liquid nitrogen flowing along the liquid nitrogen supply line (1) is stored in the gas-liquid separator (3), the gaseous nitrogen generated in the gas-liquid separator (3) is exhausted into the atmosphere, and the liquid nitrogen is kept at atmospheric pressure, and then the decompression device Flow to (5).
한편, 기액 분리기(3)의 후방에는 밸브(7)가 액체 질소 공급 라인(1)에 설치되어 대기압 상태의 액체 질소가 밸브(7)의 작동에 의해 감압 장치(5)로 공급 또는 차단된다.On the other hand, the valve 7 is installed in the liquid nitrogen supply line 1 at the rear of the gas-
이와 같이 구성된 종래의 초전도 케이블의 감압 장치용 액체 질소 공급기는 대기압 상태의 액체 질소를 공급하기 위해서 별도의 기액 분리기(3)를 설치하여야 하기 때문에 구조적으로 복잡하며 설치 비용이 고가라는 단점이 있다.The liquid nitrogen supply for the decompression device of the conventional superconducting cable configured as described above has a disadvantage in that it is structurally complicated and expensive to install because a separate gas-
또한, 기액 분리기(3)에 액체 질소를 채우는 과정 중에 많은 양의 기체 질소가 발생하고 되고 이들을 대기 중에 배출함으로써, 유지 관리 비용이 증가하게 되는 단점이 있다.In addition, there is a disadvantage in that a large amount of gas nitrogen is generated during the process of filling the liquid nitrogen in the gas-
이에, 한국공개특허 제10-2010-0091689호(초전도 케이블의 감압 장치용 액체 질소 공급기)에서 구성이 간단하며 액체 질소의 소비량을 줄일 수 있게 구성한 초전도 케이블의 감압 장치용 액체 질소 공급기를 제안하였다.Accordingly, Korean Patent Publication No. 10-2010-0091689 (Liquid Nitrogen Supply Device for Pressure Reduction Device of Superconducting Cable) proposed a liquid nitrogen supply for a decompression device for superconducting cable, which is simple in construction and configured to reduce the consumption of liquid nitrogen.
그러나 이 액체 질소 공급기는 팽창부로 유입된 액체 질소가 가스 질소로 증발하기 때문에 액체 질소 공급 라인에 액체 질소를 지속적으로 공급해야 하는 문제가 있어, 유지 관리 비용 증가 문제는 여전히 해소하지 못하고 있다.However, the liquid nitrogen supply has a problem of continuously supplying the liquid nitrogen to the liquid nitrogen supply line because the liquid nitrogen introduced into the expansion portion is evaporated into gaseous nitrogen, and thus the problem of increased maintenance cost is still not solved.
상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 초전도 케이블의 운영에 있어서 액체 질소 소모가 없는 감압 냉동 시스템 및 방법을 제공한다.In order to solve the above-mentioned problems of the prior art, the present invention provides a reduced pressure refrigeration system and method without liquid nitrogen consumption in the operation of the superconducting cable.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects not mentioned can be clearly understood from the following description.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따른 초전도 케이블을 냉각하는 감압 냉동 시스템은, 상기 초전도 케이블을 순환하는 냉매를 대기압으로 유지하여 상기 냉매를 저온 상태로 공급하는 기액 분리기, 상기 기액 분리기로부터 공급된 상기 냉매를 냉각하는 서브 쿨러(sub cooler), 상기 서브 쿨러의 증기압을 조절하여, 상기 서브 쿨러 내의 냉매 온도를 하강시키는 감압 펌프, 상기 감압 펌프로부터 배출되는 냉매의 가스를 재응축하는 극저온 냉동기 및 상기 재응축된 냉매를 저장하는 냉매 저장 탱크를 포함한다.In order to achieve the above object, a reduced pressure refrigeration system for cooling a superconducting cable according to an aspect of the present invention, a gas-liquid separator for supplying the refrigerant in a low temperature state by maintaining a refrigerant circulating the superconducting cable at atmospheric pressure, the gas-liquid separator A sub cooler for cooling the refrigerant supplied from the subcooler, a pressure reducing pump for lowering the temperature of the refrigerant in the sub cooler by adjusting a vapor pressure of the sub cooler, and a cryogenic temperature for recondensing the gas of the refrigerant discharged from the pressure reducing pump. And a refrigerant storage tank for storing a refrigerator and the recondensed refrigerant.
본 발명의 일 측면에서, 상기 극저온 냉동기는 상기 기액 분리기에서 증발한 냉매의 가스를 재응축한다.In one aspect of the invention, the cryogenic freezer recondensing the gas of the refrigerant evaporated in the gas-liquid separator.
또한, 본 발명의 일 측면에서, 상기 극저온 냉동기는 상기 재응축된 냉매의 양에 따라서 상기 재응축된 냉매를 상기 기액 분리기를 통해 상기 서브 쿨러로 공급하거나, 상기 냉매 저장 탱크로 공급한다.In addition, in one aspect of the present invention, the cryogenic freezer supplies the recondensed refrigerant to the sub cooler through the gas-liquid separator or to the refrigerant storage tank according to the amount of the recondensed refrigerant.
또한, 본 발명의 일 측면에서, 상기 냉매 저장 탱크는 상기 저장된 냉매를 상기 서브 쿨러로 공급한다.In addition, in one aspect of the present invention, the refrigerant storage tank supplies the stored refrigerant to the sub cooler.
또한, 본 발명의 일 측면에서, 상기 극저온 냉동기는 상기 재응축된 냉매의 양이 미리 정해진 기준을 초과하는 경우 상기 재응축된 냉매를 상기 냉매 저장 탱크로 공급하고, 상기 재응축된 냉매의 양이 미리 정해진 기준 이하인 경우 상기 재응축된 냉매를 상기 기액 분리기를 통해 서브 쿨러로 공급한다.In addition, in one aspect of the present invention, the cryogenic refrigerator supplies the recondensed refrigerant to the refrigerant storage tank when the amount of the recondensed refrigerant exceeds a predetermined standard, and the amount of the recondensed refrigerant is If less than a predetermined criterion, the recondensed refrigerant is supplied to the sub cooler through the gas-liquid separator.
또한, 본 발명의 일 측면에서, 상기 초전도 케이블을 냉각하는 감압 냉동 시스템은 상기 서브 쿨러와 감압 펌프 사이에 위치한, 상기 감압 펌프를 저온의 가스로부터 보호하는 저온 가스 가열용 히터 및 버퍼 탱크를 더 포함한다.In addition, in one aspect of the present invention, the decompression refrigeration system for cooling the superconducting cable further comprises a low temperature gas heating heater and a buffer tank positioned between the sub cooler and the decompression pump to protect the decompression pump from low temperature gas. do.
또한, 본 발명의 일 측면에서, 상기 초전도 케이블을 냉각하는 감압 냉동 시스템은 상기 냉매를 순환시켜 상기 초전도 케이블이 순환 냉각되도록 하는 순환 펌프를 더 포함한다.In addition, in one aspect of the invention, the reduced pressure refrigeration system for cooling the superconducting cable further includes a circulation pump for circulating the refrigerant to circulate cooling the superconducting cable.
또한, 본 발명의 일 측면에서, 상기 냉매는 액체 질소(LN2)를 포함한다.In addition, in one aspect of the invention, the refrigerant comprises liquid nitrogen (LN 2 ).
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따른 감압 냉동 시스템을 이용하여 초전도 케이블을 냉각하는 방법은 (a) 기액 분리기가 상기 초전도 케이블을 순환하는 냉매를 대기압으로 유지하여 저온 상태로 공급하는 단계, (b) 서브 쿨러가 상기 기액 분리기로부터 상기 냉매를 공급받아 냉각하는 단계, (c) 감압 펌프가 상기 서브 쿨러의 증기압을 조절하여, 상기 서브 쿨러 내의 냉매 온도를 하강시키는 단계, (d) 극저온 냉동기가 상기 감압 펌프로부터 배출되는 냉매를 재응축하는 단계 및 (e) 상기 재응축된 냉매의 양에 따라서, 상기 극저온 냉동기가 상기 재응축된 냉매를 냉매 저장 탱크 또는 상기 서브 쿨러로 공급하는 단계를 포함 한다.In order to achieve the above object, a method of cooling a superconducting cable using a reduced pressure refrigeration system according to an aspect of the present invention (a) gas-liquid separator is supplied to a low temperature state by maintaining the refrigerant circulating the superconducting cable at atmospheric pressure (B) a sub cooler receives the coolant from the gas-liquid separator and cools it; (c) a pressure reducing pump adjusts a vapor pressure of the sub cooler to lower a coolant temperature in the sub cooler, (d) Re-condensing the refrigerant discharged from the depressurization pump by the cryogenic freezer and (e) supplying the re-condensed refrigerant to the refrigerant storage tank or the sub cooler according to the amount of the recondensed refrigerant. Includes.
본 발명의 일 측면에서, 상기 (e) 단계는 (e-1) 상기 재응축된 냉매의 양이 미리 정해진 양을 초과하면, 상기 극저온 냉동기가 상기 재응축된 냉매를 상기 냉매 저장 탱크로 공급하는 단계 및 (e-2) 상기 재응축된 냉매의 양이 미리 정해진 양 이하이면, 상기 극저온 냉동기가 상기 재응축된 냉매를 상기 서브 쿨러로 공급하는 단계를 포함한다.In one aspect of the present invention, the step (e) is (e-1) when the amount of the recondensed refrigerant exceeds a predetermined amount, the cryogenic freezer to supply the recondensed refrigerant to the refrigerant storage tank Step and (e-2) if the amount of the recondensed refrigerant is less than a predetermined amount, the cryogenic freezer includes supplying the recondensed refrigerant to the sub cooler.
또한, 본 발명의 일 측면에서, 상기 감압 냉동 시스템을 이용하여 초전도 케이블을 냉각하는 방법은 상기 (e-1) 단계 이후에, (f) 상기 냉매 저장 탱크에 저장된 재응축 냉매를 상기 서브 쿨러로 공급하는 단계를 더 포함한다.In addition, in one aspect of the present invention, the method for cooling the superconducting cable using the reduced pressure refrigeration system, after the step (e-1), (f) the recondensing refrigerant stored in the refrigerant storage tank to the sub cooler It further comprises the step of supplying.
또한, 본 발명의 일 측면에서, 상기 감압 냉동 시스템을 이용하여 초전도 케이블을 냉각하는 방법은 (f) 상기 냉매를 순환시켜 상기 초전도 케이블이 순환 냉각되도록 하는 단계를 더 포함한다.In addition, in one aspect of the invention, the method for cooling the superconducting cable using the reduced pressure refrigeration system further comprises the step of (f) circulating the refrigerant to allow the superconducting cable is circulated cooling.
상기 목적을 달성하기 위한 구체적인 사항들은 첨부된 도면과 함께 상세하게 후술된 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The above and other objects, features and advantages of the present invention will be more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings, in which: FIG.
그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라, 서로 다른 다양한 형태로 구성될 수 있으며, 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as being limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. It is provided to fully inform the owner of the scope of the invention.
전술한 본 발명의 초전도 케이블 냉각용 감압 냉동 시스템 및 방법의 과제 해결 수단 중 하나에 의하면, 배출되는 냉매의 가스를 재응축하여 냉매로 사용함으로써, 냉매의 소모가 없어 유지 보수 비용을 절약할 수 있다.According to one of the problem solving means of the reduced pressure refrigeration system and method for cooling a superconducting cable of the present invention, by recondensing the gas of the discharged refrigerant to be used as a refrigerant, it is possible to reduce the maintenance cost without the consumption of the refrigerant .
또한, 초전도 케이블 시스템의 안정적 운전이 가능하다.In addition, stable operation of the superconducting cable system is possible.
또한, 종래의 감압 펌프 냉동 방식을 무인 운전으로 전환할 수 있다.
In addition, the conventional pressure reduction pump refrigeration system can be switched to unattended operation.
도 1은 종래 기술에 따른 초전도 케이블의 액체 질소를 감압 장치로 전송하는 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 초전도 케이블 냉각용 감압 냉동 시스템의 구성을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 감압 냉동 시스템을 이용하여 초전도 케이블을 냉각하는 과정을 도시한 흐름도이다.1 is a conceptual diagram for transmitting the liquid nitrogen of the superconducting cable according to the prior art to the decompression device.
2 is a view showing the configuration of a reduced pressure refrigeration system for superconducting cable cooling according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart illustrating a process of cooling a superconducting cable using a reduced pressure refrigeration system according to an embodiment of the present invention.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 이를 상세한 설명을 통해 상세히 설명하고자 한다.The present invention may be variously modified and have various embodiments, and specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail with reference to the accompanying drawings.
그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.
본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and like reference numerals designate like parts throughout the specification.
또한 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 ‘포함’한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.In addition, when a part is said to "include" a certain component, it means that it may include other components, not to exclude other components unless specifically stated otherwise.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 설명하도록 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 초전도 케이블 냉각용 감압 냉동 시스템의 구성을 도시한 도면이다.2 is a view showing the configuration of a reduced pressure refrigeration system for superconducting cable cooling according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일 실시예에 따른 초전도 케이블 냉각용 감압 냉동 시스템(이하, ‘감압 냉동 시스템’이라 칭함)(100)은 서브 쿨러(sub-cooler)(110), 감압 펌프(120), 저온 가스 가열용 히터(130) 및 버퍼 탱크(140), 극저온 냉동기(150), 냉매 저장 탱크(160), 기액 분리기(170) 및 순환 펌프(180)를 포함한다.Superconducting cable cooling for reduced pressure refrigeration system (hereinafter, referred to as "pressure reduction refrigeration system") 100 according to an embodiment of the
여기서, 냉매는 액체 질소(LN2)를 포함하며, 이하에서는 냉매의 예로서 액체 질소를 사용하는 경우를 설명하도록 한다.Here, the coolant includes liquid nitrogen (LN 2 ), hereinafter, a case in which liquid nitrogen is used as an example of the coolant will be described.
각 구성 요소를 설명하면, 서브 쿨러(sub-cooler)(110)는 초전도 케이블을 순환하는 액체 질소를 냉각 시키며, 감압 펌프(120)는 서브 쿨러(110)의 증기압을 조절하여, 서브 쿨러(110)내의 냉매 온도를 하강시킨다.In describing each component, the
이때, 저온 가스 가열용 히터(130) 및 버퍼 탱크(140)는 감압 펌프(120)를 저온의 가스로부터 보호하며, 설치 위치는 서브 쿨러(110)와 감압 펌프(120) 사이일 수 있다.In this case, the low temperature
또한, 감압 펌프(120)의 후단은 서브 쿨러(110)에서 증발한 질소 가스를 배출한다.In addition, the rear end of the
한편, 극저온 냉동기(150)는 감압 펌프(120)로부터 배출되는 질소 가스를 재응축한다.Meanwhile, the
여기서, 극저온 냉동기(150)는 재응축된 액체 질소의 양에 따라서 재응축된 액세 질소를 서브 쿨러(110)로 공급하거나, 냉매 저장 탱크(160)로 공급할 수 있다.Here, the
또한, 극저온 냉동기(150)는 후술하는 기액 분리기(170)에서 증발한 질소 가스를 재응축 할 수 있다.In addition, the
예를 들어, 재응축된 액체 질소의 양이 미리 정해진 기준을 초과하는 경우, 극저온 냉동기(150)는 재응축된 액체 질소를 냉매 저장 탱크(160)로 공급하고, 재응축된 냉매의 양이 미리 정해진 기준 이하인 경우, 극저온 냉동기(150)는 재응축된 냉매를 서브 쿨러(110)로 공급할 수 있다.For example, if the amount of recondensed liquid nitrogen exceeds a predetermined criterion, the
한편, 냉매 저장 탱크(160)는 극저온 냉동기(150)로부터 재응축된 액체질소를 저장하며, 저장된 액체 질소를 서브 쿨러(110)로 공급할 수 있다.Meanwhile, the
참고로, 극저온 냉동기(150)와 냉매 저장 탱크(160)는, 도 2에 도시된 바와 같이 공급 배관(210)으로 연결될 수 있으며, 재응축된 액체 질소의 양에 따라서, 공급 배관(210)에 설치된 밸브(220)의 열림 또는 닫힘을 이용하여 극저온 냉동기(150)로부터 액체 질소를 서브 쿨러(110)로 공급하거나, 재응축된 액체 질소를 냉매 저장 탱크(160)로 저장할 수 있다.For reference, the
한편, 기액 분리기(170)는 냉매 저장 탱크(160)와 서브 쿨러(110) 사이에 위치하며, 냉매인 액체 질소를 대기압으로 유지하여 저온의 액체 질소를 서브 쿨러(110)로 공급함으로써, 서브 쿨러(110)의 냉각 효율을 높일 수 있다.On the other hand, the gas-
한편, 순환 펌프(180)는 냉매인 액체 질소를 순환시켜 초전도 케이블이 순환 냉각되도록 한다.Meanwhile, the
전술한 바와 같은 구성을 통해, 액체 질소 소모가 없이 초전도 케이블을 냉각할 수 있다.Through the configuration as described above, the superconducting cable can be cooled without liquid nitrogen consumption.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 감압 냉동 시스템(100)을 이용하여 초전도 케이블을 냉각하는 과정을 도시한 흐름도이다.3 is a flowchart illustrating a process of cooling a superconducting cable using the reduced
이하, 도 2에 도시된 감압 냉동 시스템(100)의 구성을 참조하여 도 3의 흐름도를 설명하도록 한다.Hereinafter, the flowchart of FIG. 3 will be described with reference to the configuration of the reduced
먼저, 서브 쿨러(110)가 초전도 케이블을 순환하는 액체 질소를 냉각한다(S301).First, the
참고로, 서브 쿨러(110)에서 냉각하는 액체 질소는 기액 분리기(170)로부터 대기압으로 유지되어 저온 상태로 공급된다.For reference, the liquid nitrogen cooled in the
단계 S301 후, 감압 펌프(120)는 서브 쿨러(110)의 증기압을 조절하여, 서브 쿨러(110) 내의 액체 질소 온도를 하강시킨다(S302).After step S301, the
단계 S302 후, 극저온 냉동기(150)는 서브 쿨러(110)로부터 증발하여 감압 펌프(120) 후단으로 배출되는 질소 가스를 재응축시킨다(S303).After step S302, the
단계 S303 결과, 재응축된 액체 질소의 양이 미리 정해진 양을 초과하면, 극저온 냉동기(150)는 단계 S303에서 재응축된 액체 질소를 냉매 저장 탱크(160)로 공급한다(S304).As a result of step S303, when the amount of the recondensed liquid nitrogen exceeds a predetermined amount, the
단계 S304 후, 냉매 저장 탱크에 저장된 재응축된 액체 질소는 서브 쿨러(110)로 공급되어, 초전도 케이블을 냉각시킨다(S305).After step S304, the recondensed liquid nitrogen stored in the refrigerant storage tank is supplied to the
만일, 단계 S303 결과, 재응축된 냉매의 양이 미리 정해진 양 이하이면, 극저온 냉동기(150)는 단계 S303에서 재응축된 냉매를 서브 쿨러(110)로 공급하여 초전도 케이블이 냉각될 수 있도록 한다(S306).If, as a result of step S303, the amount of the recondensed refrigerant is less than or equal to the predetermined amount, the
참고로, 전술한 과정을 거쳐 순환 펌프(180)에 의해 순환되는 액체 질소는 초전도 케이블을 순환 냉각시키며, 전술한 과정을 통해, 액체 질소 소모가 없이 초전도 케이블을 냉각시킬 수 있다.For reference, the liquid nitrogen circulated by the
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.The foregoing description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention.
따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are intended to illustrate rather than limit the scope of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments.
본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas falling within the scope of the same shall be construed as falling within the scope of the present invention.
100 : 초전도 케이블 냉각용 감압 냉동 시스템
110 : 서브 쿨러
120 : 감압 펌프
130 : 저온 가스 가열용 히터
140 : 버퍼 탱크
150 : 극저온 냉동기
160 : 냉매 저장 탱크
170 : 기액 분리기
180 : 순환 펌프100: Decompression refrigeration system for superconducting cable cooling
110: sub cooler
120: pressure reducing pump
130: low temperature gas heating heater
140: buffer tank
150: cryogenic freezer
160: refrigerant storage tank
170: gas-liquid separator
180: circulation pump
Claims (12)
상기 초전도 케이블을 순환하는 냉매를 대기압으로 유지하여 상기 냉매를 저온 상태로 공급하는 기액 분리기,
상기 기액 분리기로부터 공급된 상기 냉매를 냉각하는 서브 쿨러(sub cooler),
상기 서브 쿨러의 증기압을 조절하여, 상기 서브 쿨러 내의 냉매 온도를 하강시키는 감압 펌프,
상기 감압 펌프로부터 배출되는 냉매의 가스를 재응축하는 극저온 냉동기 및
상기 재응축된 냉매를 저장하는 냉매 저장 탱크
를 포함하는, 감압 냉동 시스템.
A reduced pressure refrigeration system for cooling a superconducting cable,
A gas-liquid separator for supplying the refrigerant at a low temperature by maintaining the refrigerant circulating through the superconducting cable at atmospheric pressure,
A sub cooler for cooling the refrigerant supplied from the gas-liquid separator,
A pressure reducing pump for adjusting a vapor pressure of the sub cooler to lower a refrigerant temperature in the sub cooler;
A cryogenic freezer for recondensing the gas of the refrigerant discharged from the pressure reducing pump;
Refrigerant storage tank for storing the recondensed refrigerant
Comprising, a reduced pressure refrigeration system.
상기 극저온 냉동기는 상기 기액 분리기에서 증발한 냉매의 가스를 재응축하는, 감압 냉동 시스템.
The method of claim 1,
And the cryogenic freezer recondenses the gas of the refrigerant evaporated in the gas-liquid separator.
상기 극저온 냉동기는 상기 재응축된 냉매의 양에 따라서 상기 재응축된 냉매를 상기 기액 분리기를 통해 상기 서브 쿨러로 공급하거나, 상기 냉매 저장 탱크로 공급하는, 감압 냉동 시스템.
The method of claim 1,
And the cryogenic freezer supplies the recondensed refrigerant to the sub cooler through the gas-liquid separator or to the refrigerant storage tank according to the amount of the recondensed refrigerant.
상기 냉매 저장 탱크는 상기 저장된 냉매를 상기 서브 쿨러로 공급하는, 감압 냉동 시스템.
The method of claim 3, wherein
And the refrigerant storage tank supplies the stored refrigerant to the sub cooler.
상기 극저온 냉동기는 상기 재응축된 냉매의 양이 미리 정해진 기준을 초과하는 경우 상기 재응축된 냉매를 상기 냉매 저장 탱크로 공급하고, 상기 재응축된 냉매의 양이 미리 정해진 기준 이하인 경우 상기 재응축된 냉매를 상기 기액 분리기를 통해 상기 서브 쿨러로 공급하는, 감압 냉동 시스템.
The method of claim 3, wherein
The cryogenic refrigerator supplies the recondensed refrigerant to the refrigerant storage tank when the amount of the recondensed refrigerant exceeds a predetermined criterion, and when the amount of the recondensed refrigerant is equal to or less than a predetermined reference, And supplying refrigerant to the sub cooler through the gas-liquid separator.
상기 서브 쿨러와 감압 펌프 사이에 위치한, 상기 감압 펌프를 저온의 가스로부터 보호하는 저온 가스 가열용 히터 및 버퍼 탱크
를 더 포함하는, 감압 냉동 시스템.
The method of claim 1,
A low temperature gas heating heater and buffer tank located between the sub cooler and the pressure reducing pump to protect the pressure reducing pump from low temperature gas.
Further comprising, a reduced pressure refrigeration system.
상기 냉매를 순환시켜 상기 초전도 케이블이 순환 냉각되도록 하는 순환 펌프
를 더 포함하는, 감압 냉동 시스템.
The method of claim 1,
A circulation pump for circulating the refrigerant to circulate and cool the superconducting cable
Further comprising, a reduced pressure refrigeration system.
상기 냉매는 액체 질소(LN2)를 포함하는, 감압 냉동 시스템.
The method of claim 1,
And the refrigerant comprises liquid nitrogen (LN 2 ).
(a) 기액 분리기가 상기 초전도 케이블을 순환하는 냉매를 대기압으로 유지하여 저온 상태로 공급하는 단계,
(b) 서브 쿨러가 상기 기액 분리기로부터 상기 냉매를 공급받아 냉각하는 단계,
(c) 감압 펌프가 상기 서브 쿨러의 증기압을 조절하여, 상기 서브 쿨러 내의 냉매 온도를 하강시키는 단계,
(d) 극저온 냉동기가 상기 감압 펌프로부터 배출되는 냉매를 재응축하는 단계 및
(e) 상기 재응축된 냉매의 양에 따라서, 상기 극저온 냉동기가 상기 재응축된 냉매를 냉매 저장 탱크 또는 상기 서브 쿨러로 공급하는 단계
를 포함하는, 초전도 케이블 냉각 방법.
A method of cooling a superconducting cable using a reduced pressure refrigeration system,
(a) gas-liquid separator supplying the refrigerant circulating in the superconducting cable at atmospheric pressure to supply it at a low temperature;
(b) a sub cooler receiving and cooling the refrigerant from the gas-liquid separator,
(c) reducing the temperature of the refrigerant in the sub cooler by adjusting a vapor pressure of the sub cooler by a pressure reducing pump;
(d) the cryogenic freezer recondensing the refrigerant discharged from the pressure reducing pump; and
(e) the cryogenic freezer supplying the recondensed refrigerant to a refrigerant storage tank or the sub cooler according to the amount of the recondensed refrigerant
Including, superconducting cable cooling method.
상기 (e) 단계는
(e-1) 상기 재응축된 냉매의 양이 미리 정해진 양을 초과하면, 상기 극저온 냉동기가 상기 재응축된 냉매를 상기 냉매 저장 탱크로 공급하는 단계 및
(e-2) 상기 재응축된 냉매의 양이 미리 정해진 양 이하이면, 상기 극저온 냉동기가 상기 재응축된 냉매를 상기 서브 쿨러로 공급하는 단계
를 포함하는, 초전도 케이블 냉각 방법.
The method of claim 9,
The step (e)
(e-1) if the amount of the recondensed refrigerant exceeds a predetermined amount, the cryogenic freezer supplying the recondensed refrigerant to the refrigerant storage tank;
(e-2) if the amount of the recondensed refrigerant is less than or equal to a predetermined amount, the cryogenic freezer supplying the recondensed refrigerant to the sub cooler
Including, superconducting cable cooling method.
상기 (e-1) 단계 이후에,
(f) 상기 냉매 저장 탱크에 저장된 재응축 냉매를 상기 서브 쿨러로 공급하는 단계
를 더 포함하는, 초전도 케이블 냉각 방법.
11. The method of claim 10,
After the step (e-1),
(f) supplying the recondensing refrigerant stored in the refrigerant storage tank to the sub cooler
Further comprising, superconducting cable cooling method.
(f) 상기 냉매를 순환시켜 상기 초전도 케이블이 순환 냉각되도록 하는 단계
를 더 포함하는, 초전도 케이블 냉각 방법.The method of claim 9,
(f) circulating the refrigerant to circulate and cool the superconducting cable
Further comprising, superconducting cable cooling method.
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|---|---|---|---|
| KR1020110100273A KR20130035755A (en) | 2011-09-30 | 2011-09-30 | Decompression pumping system for hts power cable and cooling method for using the same |
Applications Claiming Priority (1)
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| KR1020110100273A KR20130035755A (en) | 2011-09-30 | 2011-09-30 | Decompression pumping system for hts power cable and cooling method for using the same |
Publications (1)
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|---|---|
| KR20130035755A true KR20130035755A (en) | 2013-04-09 |
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ID=48437509
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| KR1020110100273A Withdrawn KR20130035755A (en) | 2011-09-30 | 2011-09-30 | Decompression pumping system for hts power cable and cooling method for using the same |
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| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20130035755A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20150008310A (en) * | 2013-07-12 | 2015-01-22 | 한국전력공사 | Heat exchanger with multi flow path |
| KR102489501B1 (en) * | 2022-01-13 | 2023-01-18 | 크라이오에이치앤아이(주) | Temperature controlling apparatus for semiconductor manufacturing apparatus |
| WO2023229163A1 (en) * | 2022-05-25 | 2023-11-30 | 크라이오에이치앤아이(주) | Temperature control device for semiconductor manufacturing equipment |
-
2011
- 2011-09-30 KR KR1020110100273A patent/KR20130035755A/en not_active Withdrawn
Cited By (4)
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| KR102654974B1 (en) * | 2022-05-25 | 2024-04-08 | 크라이오에이치앤아이(주) | Temperature controlling apparatus for semiconductor manufacturing apparatus |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 20110930 |
|
| PG1501 | Laying open of application | ||
| PC1203 | Withdrawal of no request for examination | ||
| WITN | Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid |