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Design of closed-loop nitrogen Joule-Thomson refrigeration cycle for 67 K with sub-atmospheric device

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  • 발행기관
    한국초전도저온학회 (구 한국초전도저온공학회) 바로가기
  • 간행물
    한국초전도·저온논문지 (구 한국초전도저온공학회논문지) KCI 등재 바로가기
  • 통권
    Vol.15 No.1 (2013.03)바로가기
  • 페이지
    pp.45-50
  • 저자
    C. Lee, J. Lee, S. Jeong
  • 언어
    한국어(KOR)
  • URL
    https://www.earticle.net/Article/A197089

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원문정보

초록

영어
Closed-loop J-T (Joule-Thomson) refrigeration cycle is advantageous compared to common open loop N2 decompression system in terms of nitrogen consumption. In this study, two closed-loop pure N2 J-T refrigeration systems with sub-atmospheric device for cooling High Temperature Superconductor (HTS) power cable are investigated. J-T cooling systems include 2-stage compressor, 2-stage precooling cycle, J-T valve and a cold compressor or an auxiliary vacuum pump at the room temperature. The cold compressor and the vacuum pump are installed after the J-T valve to create sub-atmospheric condition. The temperature of 67 K is possible by lowering the pressure up to 24 kPa at the cold part. The optimized hydrocarbon mixed refrigerant (MR) J-T system is applied for precooling stage. The cold head of precooling MR J-T have the temperature from 120 K to 150 K. The various characteristics of cold compressor are invstigated and applied to design parameter of the cold compressor. The Carnot efficiency of cold compressor system is calculated as 16.7% and that of vacuum pump system as 16.4%. The efficiency difference between the cold compressor system and the vacuum pump system is due to difference of enthalpy change at cryogenic temperature, enthalpy change at room temperature and different work load at the pre-cooling cycle. The efficiency of neon-nitrogen MR J-T system is also presented for comparison with the sub-atmospheric devices. These systems have several pros and cons in comparison to typical MR J-T systems such as vacuum line maintainability, system’s COP and etc. In this paper, the detailed design of the subcooled N2 J-T systems are examined and some practical issues of the sub-atmospheric devices are discussed.

목차

Abstract
 1. 서론
 2. 개방형 극저온 감압 냉각 시스템
 3. 폐쇄형 극저온 감압 냉각 시스템
  3.1. 개요
  3.2. 극저온 압축기를 사용한 폐쇄형 감압 냉각 시스템
  3.3. 감압 펌프를 사용한 폐쇄형 극저온 감압 냉각 시스템
  3.4. 시스템 고찰
 4. 결론
 ACKNOWLEDGMENT
 REFERENCES

키워드

HTS power cable J-T refrigeration optimization cold compressor decompression pump

저자

  • C. Lee [ Cryogenic Engineering Laboratory, Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST), Daejeon, Korea ] Corresponding author
  • J. Lee [ Cryogenic Engineering Laboratory, Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST), Daejeon, Korea ]
  • S. Jeong [ Cryogenic Engineering Laboratory, Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST), Daejeon, Korea ]

참고문헌

자료제공 : 네이버학술정보

간행물 정보

발행기관

  • 발행기관명
    한국초전도저온학회 (구 한국초전도저온공학회) [The Korean Society of Superconductivity and Cryogenics (KSSC)]
  • 설립연도
    1998
  • 분야
    공학>전기공학
  • 소개
    21세기 핵심기술인 초전도공학과 저온공학분야의 기술 수준을 향상시키고, 선진 외국의 관련 학회와의 국제 교류 뿐만 아니라 이 분야에서 산.학.연의 학술활동 및 기술교류의 구심점으로의 그 역할을 성실히 수행하고자 한다.

간행물

  • 간행물명
    한국초전도·저온논문지 (구 한국초전도저온공학회논문지) [Progress in Superconductivity and Cryogenics]
  • 간기
    계간
  • pISSN
    1229-3008
  • eISSN
    2287-6251
  • 수록기간
    1999~2026
  • 등재여부
    KCI 등재,SCOPUS
  • 십진분류
    KDC 427 DDC 537

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