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초전도 전력 케이블 냉각 시스템 적용을 위한 극저온 터보 팽창기 설계 및 해석
Design and Analysis of Cryogenic Turbo Expander for HTS Power Cable Refrigeration System 원문보기

한국기계가공학회지 = Journal of the Korean Society of Manufacturing Process Engineers, v.14 no.3, 2015년, pp.141 - 148  

이창형 (창원대학교 기계공학부) ,  김동민 (창원대학교 기계공학부) ,  양형석 (한전 전력연구원) ,  김석호 (창원대학교 기계공학부)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

The cryogenic cooling system should maintain the HTS power cable below 77 K. As the length of HTS power cables has increased, there have been many efforts to develop large capacity cryocoolers. Brayton, Joule-Thomson, and Claude refrigerators were considered for the large capacity cryocooler. Among ...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구에서는 초전도 전력 케이블을 냉각에 요구되는 10 kW급의 브레이튼 냉동 사이클의 축소모델인 300 W급 사이클로 설계하고, 이를 충족하는 극저온 터보 팽창기를 가공성 및 효율을 감안하여 설계함으로써 차후 역브레이튼 냉동기를 제작하는데 기여하고자 한다.

가설 설정

  • 깃의 수는 임의로 임펠러의 깃수와 동일하게 하였으며, 와류실의 유체가 반경방향으로 들어온다는 가정 하에 노즐의 입구 역시 90°의 각도로 조정하였다.
  • 설계 시 80%의 압축 및 팽창 효율을 가정하였으며, 압력비는 1.5, 저압부 압력 3 bar, 고압부 압력 4.5 bar이다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
역브레이튼 냉동기는 어떻게 구성되는가? 역브레이튼 냉동기는 대향류 열교환기 압축기 극저온 터보 팽창기로 이루어져 있다. 이 중 시스템의 효율을 결정하는 핵심 부품은 극저온 터보 팽창기이다.
극저온 터보 팽창기는 어떤 부품인가? 이 중 시스템의 효율을 결정하는 핵심 부품은 극저온 터보 팽창기이다. 극저온 터보 팽창기는 극저온에서 고압의 헬륨 혹은 네온 가스를 이용하여 고속회전하며 온도를 낮추는 부품이다.
역브레이튼 냉동기에서 시스템의 효율을 결정하는 핵심 부품은 무엇인가? 역브레이튼 냉동기는 대향류 열교환기 압축기 극저온 터보 팽창기로 이루어져 있다. 이 중 시스템의 효율을 결정하는 핵심 부품은 극저온 터보 팽창기이다. 극저온 터보 팽창기는 극저온에서 고압의 헬륨 혹은 네온 가스를 이용하여 고속회전하며 온도를 낮추는 부품이다.
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참고문헌 (5)

  1. S. T. Dai et al., "The three-phase 75 m long HTS power cable," Cryogenics, Vol. 47, pp. 402-405, 2007 

  2. Y. F. Bi, "Cooling and Cryocoolers for HTS Power Applications," Applied superconductivity and electromagnetics, Vol. 4, No. 1, pp. 97-108, 2013 

  3. D. G. Shepherd, Principles of Turbomachinery, The Macmillan Company, pp. 86-94, 1964. 

  4. O. E. Balje, Turbomachines, JOHN WILEY & SONS, pp. 3-328, 1981. 

  5. Y. Iwasa, Case Studies in Superconducting Magnets, Springer, p. 638, 2009 

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