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NTIS 바로가기한국수소 및 신에너지학회 논문집 = Transactions of the Korean Hydrogen and New Energy Society, v.31 no.5, 2020년, pp.429 - 435
고준석 (한국기계연구원 에너지기계 연구본부) , 이근태 (한국기계연구원 에너지기계 연구본부) , 박성제 (한국기계연구원 에너지기계 연구본부) , 김종우 (한국기계연구원 에너지기계 연구본부) , 추상윤 (한국기계연구원 에너지기계 연구본부) , 홍용주 (한국기계연구원 에너지기계 연구본부) , 인세환 (한국기계연구원 에너지기계 연구본부) , 박지호 (한국기계연구원 에너지기계 연구본부) , 김효봉 (한국기계연구원 에너지기계 연구본부) , 염한길 (한국기계연구원 에너지기계 연구본부)
This paper describes the experimental study of reverse-Brayton refrigeration system for application to high temperature superconductivity electric devices and LNG re-liquefaction. The reverse-Brayton refrigeration cycle is designed with operating pressure of 0.5 and 1.0 MPa, cooling capacity of 2 kW...
핵심어 | 질문 | 논문에서 추출한 답변 |
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역브레이튼 극저온 냉각시스템은 무엇인가? | 역브레이튼 극저온 냉각시스템은 압축기, 팽창기, 열교환기의 구성품으로 구성되어 극저온 환경을 조성하는 가장 기본적인 시스템이다. 보다 복잡하게 구성되는 LNG, 수소, 헬륨 액화시스템의 기본적인 구성품 또한 압축기, 팽창기, 열교환기이기 때문에 역브레이튼 극저온 냉각시스템의 운전 결과는 매우 유용한 참고자료가 될 수 있다7). | |
초전도 케이블의 장점 및 단점은 무엇인가? | 전력 기기의 소형화 및 고효율화를 위해 초전도 케이블, 한류기, 모터, 변압기 등의 초전도 전력기기에 대한 연구개발이 2000년대 시작되어 현재는 초전도 케이블이 실증을 거쳐 상용화 단계에 이르렀다. 초전도 케이블의 경우 기존 상전도 케이블 대비 4-5배의 송전 용량을 갖고 송전 손실을 저감시킬 수 있어 전력계통의 대용량화 및 고효율화를 이룰 수 있으나, 초전도 현상을 이용하기 위해서는 액체질소로 냉각되어 77 K 이하의 온도를 유지해야 하고 이를 위해 서는 극저온 냉각시스템이 필수이다. | |
2 kW 급 역브레이튼 극저온 냉각시스템의 냉각성능시험의 결과는 어떠한가? | 1) 스크롤 압축기 패키지, 터보 팽창기, 판형 열교환기를 적용하여 시스템을 구성하였으며, 운전을 통해 적용된 기자재의 적합성을 확인하였다. 구축된 냉각시스템은 냉동능력 1.23 kW at 77 K, 1.64 kW at 110 K을 달성하였다. 2) 판형 열교환기의 낮은 유용도로 인하여 시스템 냉각성능 저하를 실험 결과로부터 확인하였으며, 성능 개선을 위해서는 열교환기의 유용도 향상 혹은 용량 증대가 필요함을 알 수 있다. 3) 작동온도에 따른 열교환기, 터보 팽창기의 기자재 동작 특성과 시스템 운전 특성을 측정하였다. 작동온도가 증가할수록 터보팽창기의 질량 유량과 등 엔트로피 효율은 감소하는 경향이 나타났으나, 열교환기 유용도 향상과 작동온도에 따른 엔탈피 차의열역학적 특성으로 냉동능력은 향상되는 결과를 나타내었다. |
C. Gondrand, F. Durand, F. Delcayre, and S. Crispel, "Overview of air liquide refrigeration systems between 1.8 K and 200 K", Advances in Cryogenic Engineering, Vol. 1573, No. 1, 2014, pp. 949-956, doi: https://doi.org/10.1063/1.4860807.
H. Hirai, M. Hirokawa, S, Yoshida, N. Nara, and S. Ozaki, "Neon turbo-Brayton cycle refrigerator for HTS power machines", Advances in Cryogenic Engineering, Vol. 1434, No. 1, 2012, pp. 1672-1679, doi: https://doi.org/10.1063/1.4707100.
H. Hirai, M. Hirokawa, S. Yoshida, T. Sano, and S. Ozaki, "Development of a turbine-compressor for 10 kW class neon turbo-Brayton refrigerator", Advances in Cryogenic Engineering, Vol. 1573, No. 1, 2014, pp. 1236-1241, doi: https://doi.org/10.1063/1.4860847.
J. Lee, C. Lee, H. Yang, and S. Kim, "Design of thermodynamic cycle and cryogenic turbo expander for 2 kW class Brayton refrigerator", KEPCO Journal on Electric Power and Energy, Vol. 2, No. 2, 2016, pp. 299-305, doi: https://doi.org/10.18770/KEPCO.2016.02.02.299.
H. M. Chang and C. W. Park, "Thermodynamic design of 10 kW Brayton cryocooler for HTS cable", Advances in Cryogenic Engineering, Vol. 1434, No. 1, 2012, pp. 1664-1671, doi: https://doi.org/10.1063/1.4707099.
R. F. Barron, "Cryogenic systems", 2nd ed., Oxford University Press, USA, 1985, pp. 60-150.
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