液体窒素冷却1000kVA酸化物超電導変圧器の開発 7.冷却装置の設計


大陽東洋酸素A,富士電機B,九州変圧器C,九州大学D
@吉田茂A,大橋孝一A,上出俊夫B,能瀬眞一B,今野雅行B,坊野敬昭B,丸山博C,高田保之D,伊藤猛宏D,岩熊成卓D,船木和夫D


  本研究グループでは,液体窒素冷却方式1000kVA-22kV/6.9kV酸化物超電導変圧器の開発に成功した。今後,超電導変圧器のさらなる高電圧,小型・軽量化を図っていくには,液体窒素を過冷却状態にし,冷却,絶縁耐力の向上を実現しなければならない。そこで,大気圧下の過冷却液体窒素を生成し,酸化物超電導変圧器を循環冷却するシステムの設計を行った。当該システムは冷凍能力190W@65KのGM冷凍機2台を使用し、酸化物超電導変圧器ユニットの冷凍能力が300W@70K以上となるように設計している。この冷却システムでは、クライオスタット内で急峻な液体窒素の温度勾配が形成されており,過冷却液体窒素を通常のオープンデュワーに保持できるという特徴がある。更に冷凍機及び液体窒素循環ポンプのメンテナンス時以外は、システム停止の必要が無く、長期連続運転可能となっている。