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초전도 케이블용 극저온 냉각시스템 원문보기

초전도와 저온공학 = Superconductivity and cryogenics, v.17 no.2, 2015년, pp.2 - 6  

김양훈 (LS전선) ,  양형석 (한전 전력연구원)

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문제 정의

  • 본 기고에서는 극저온냉동기 방식 중 상용화 선로에 적합한 대용량, 고신뢰성 브레이튼 냉동기 개발 현황 및 향후 냉각시스템의 필요 기술에 대해서 기술하고자 한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
초전도도케이블이 갖는 장점은 무엇인가? 초전도도케이블은 송전손실을 기존 케이블의 50% 이상 저감할 수 있고, 또한 작은 단면적으로 큰 전류를 전송할 수 있기 때문에 낮은 전압으로 대전력 송전이 가능한 장점을 가지고 있다. 또한 기존 관로 및 전력구를 활용하여 토목 및 건설비용을 대폭 절감할 수 있는 장점이 있다.
극저온냉동기에 의한 냉각방식의 원리는 무엇인가? 극저온냉동기에 의한 냉각방식은 기계적인 냉동기 (스털링냉동기 또는 브레이튼냉동기) 를 사용하는 방식이다. 열역학적 냉동 사이클을 이용하여 냉매 (헬륨 또는 네온가스)를 극저온으로 냉각시켜, 초전도케이블의 액체질소와 열교환을 하여 온도를 낮추게 된다. 초기 cool-down을 제외하고는 액체질소 보충이 필요하지 않아 무인 변전소 운영이 가능하며, 고효율의 냉동기를 사용하는 경우 운영비용이 저렴하며, 또한 브레이튼냉동기를 사용하는 경우 잦은 정비가 필요 없고, 상대적으로 운전이 용이한 장점이 있다.
초전도케이블에 꼭 필요한 조건은 무엇인가? 이러한 초전도케이블은 특정 온도영역에서만 초전도 현상을 갖는 초전도체가 핵심 구성요소로서 초전도체를 초전도 상태로 유지하기 위해서는 반드시 냉각시스템이 수반되어야 한다. 기존에는 액체질소를 소비하는 감압방식의 냉각시스템을 개발하여 실증에 적용 운영되었지만, 잦은 액체질소 충진 및 정비로 인해 운영 편의성의 측면에서 다소 불편한 점이 있었다.
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