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AU1 - YAGUCHI, Hiroharu
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AB - 特集：超電導応用における循環冷却システム 特集：超電導応用における循環冷却システム テーマ解説 テーマ解説 超電導ケーブル向けターボブレイトン冷凍機および冷却システム *1,† 矢口 広晴 *1,† Hiroharu YAGUCHI Synopsis: The Turbo-Brayton refrigerator is needed to keep the sub-cooled state of liquid nitrogen in a cooling system for the High Temperature Superconducting (HTS) Cable. Our developed Turbo-Brayton refrigerator were applied in two HTS Cable applications of electric power and railway feeder. In this paper, the specifications and performance test results of Turbo-Brayton refrigerators aimed for electric power and railway feeder applications are described. Further, this Turbo-Brayton refrigerator had been proven reliable in the HTS Cable demonstration Project at Yokohama. These test results of the cooling system, including the Turbo-Brayton refrigerator, are also introduced. Keywords: Turbo-Brayton refrigerator, cooling system, HTS cable (Some figures in this article may appear in colour only in the electronic version) ジェクトとして 2016 年度から 2020 年度の間『高温超電導 1．はじめに 実用化促進技術開発』などにより、冷凍機開発及び冷却シ 超電導ケーブルは、大容量の電力をコンパクトな形状か ステム実証が行われた。プロジェックトの中では電力分野 つ送電時の損失をほぼゼロで送電することができるという 及び輸送分野への技術開発として、電力分野では『電力送 特徴を有している。送電ロスを減らし、エネルギー利用効 電用高温超電導ケーブルの実用化開発』、輸送分野では 率を高めることで、地球温暖化対策やカーボンニュートラ 『輸送分野への高温超電導適用基盤技術開発』が行われた。 ル社会の実現に貢献が期待される。そのため、実用化を目 その中で冷凍機は、メンテナンス周期が長く実用化に適し 指して日本をはじめ、欧州や中国など各国でも開発が進め ていると考えられるブレイトン冷凍機を採用して、電力分 られている。 野として冷凍機 COP=0.1 の高効率化の開発、輸送分野とし 超電導ケーブルの冷却には、数 kW～20 kW の冷却システム てサイズ 2 m /kW の冷凍機の小型化開発を目標とした。ま が要求され、冷凍機としては Gifford-McMahon 冷凍機（G-M た、『電力送電用高温超電導ケーブルの実用化開発』の中 冷凍機）、スターリング冷凍機、ブレイトン冷凍機が知ら では、東京電力旭変電所で１年間以上の超電導ケーブルの れている。しかし、G-M 冷凍機の冷凍能力は 1 kW 以下の小 実系統連系を行い、冷凍機及び冷却システムの実証試験を 容量、スターリング冷凍機は摺動部を有するため定期的に 行った。目標の COP=0.1 は、従来ケーブルの送電損失が、 メンテナンスが必要などの課題がある。一方、ブレイトン ケーブルサイズにもよるが 100 W/m/回線とされ、超電導 冷凍機は、軸受けに摺動部のない磁気軸受けを採用したメ ケーブルの冷却のために必要な冷凍機動力での損失が、こ ンテナンス周期が長い実用化に適したものが開発され、冷 のケーブル損失の半分以下となる値とした。想定は、66 kV 1,2) 凍能力 2 kW(@65K)、COP=0.06(@80K)が紹介されている 。 三心一括型超電導ケーブルが 3 回線 3 条件の場合、交流損 超電導ケーブルの実用化には、ケーブルを冷却する冷凍 失（超電導線材に発生する損失。直流電流に対しては発生 機及び冷却システムが重要なポイントになり、日本では、 し ない が、交 
TI - Cooling System Equipped with Turbo-Brayton Refrigerator for HTS Cable
JF - TEION KOGAKU (Journal of Cryogenics and Superconductivity Society of Japan)
DO - 10.2221/jcsj.57.230
DA - 2022-01-01
UR - https://www.deepdyve.com/lp/unpaywall/cooling-system-equipped-with-turbo-brayton-refrigerator-for-hts-cable-WTNOsyPEzc
DP - DeepDyve
ER -