Park Myung-Jin;Kwak Sang-Yeop;Kim Woo-Seok;Lee Seung-Wook;Lee Ji-Kwang;Choi Kyeong-Dal;Jung Hyun-Kyo;Seong Ki-Chul;Hahn Song-yop
한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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제7권4호
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pp.24-27
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2005
Development of a 600 kJ class Superconducting Magnetic Energy Storage (SMES) system is being in progress by Korea Electrotechnology Research Institute(KERI). High temperature superconducting (HTS) wires are going to be used for the windings for the SMES system is presented in this paper. We considered BSCCO-2223 wire for the HTS windings and the operating temperature of the winding was decided to be 20 K which will be accomplished by conduction cooling method using cyro-coolers. Auto-Tuning Niching Genetic Algorithm was adopted for an optimization method of the HTS magnets in the SMES system. The objective function of the optimal process was minimizing total amount of the HTS wire. As a result, we obtained output parameters for optimization design of 600 kJ class SMES under several constrained conditions. These HTS windings are going to be applied to the SMES system whose purpose is stabilization of the power grid.
Miyeon, Yoon;Jinwoo, Han;Ji-Kwang, Lee;Kyeongdal, Choi;Jung Tae, Lee;Seungyong, Hahn;Woo-Seok, Kim
한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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제24권4호
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pp.50-54
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2022
High temperature superconducting (HTS) magnets for large-capacity energy storage system need to be composed of toroid magnets with high energy density, low leakage magnetic fields, and easy installation. To realize such a large capacity of a toroid HTS magnet, an HTS cable with large current capacity would be preferred because of the limited DC link voltage and instantaneous high power required for compensation of the disturbance in the power grid. In this paper, the optimal operating strategies of the SMES for peak load reduction of the microgrid system were calculated according to the load variation characteristics, and the effect of compensation of the frequency change in microgrid with a SMES were also simulated. Based on the result of the simulation, key design parameters of SMES coil were presented for two cases to define the specification of the HTS cable with large current capacities for winding of HTS toroid coils, which will be need for development of the HTS cable as a future work.
Racetrack coils are used in many areas of superconductivity applications such as generators, motors, maglev, wiggler magnets and so on. Especially now a days a few advanced nations including U.S., Japan are developing high temperature superconducting(HTS) wire which has better performance than low temperature superconducting(LTS) wire. Most of HTS wires such as BSCCO-2223 are manufactured with PIT(Power In Tube) process, so the shape of the wire looks like tape different from LTS wire with round cross-sectional appearance like normal conductors. Generally HTS racetrack coils are composed of a few partial double-pancake colis and then the double-pancakes are jointed each other according to their applications.
NMR researches are required high field and high homogeneous super-conducting magnet. Thus superconducting magnets for NMR applications are designed with minimization of coil winding volume satisfied constraints such as field strength, field homogeneity, etc. In this paper, we are discussed optimal design of high field super-conducting magnet for NMR applications. For a design example, we designed unshielded superconducting magnet for 600MHz NMR spectrometer with 100mm room temperature bore size and obtained 14.1011[T] field strength and 1.33 ppm field homogeneity.
In a low aspect ratio (LAR) tokamak reactor with a superconducting toroidal field (TF) coil, the radial build of TF coil and the shield play a key role in determining the size of a reactor. For self-consistent determination of the reactor components and physics parameters, a system analysis code is coupled with one-dimensional radiation transport code. Conceptual design study of a compact superconducting LAR tokamak reactor with aspect ratio less than 2.5 was conducted and the optimum radial build was identified. It is shown that the use of an improved shielding material and high temperature superconducting magnets with high critical current density opens up the possibility of a fusion power plant with compact size and small re-circulating power simultaneously at low aspect ratio, and that by using an inboard neutron reflector instead of breeding blanket, tritium self-sufficiency is possible with outboard blanket only and thus compact sized reactor is viable.
Race-track type superconducting coils are used for wiggler magnets of accelerators and field coils of superconducting generators(S.C.G) and so on. The shape is different from ordinary solenoidal type magnet, so the manufacturing situation and conditions become different and moreover according to these results the output characteristics of magnet also becomes different. In this paper we are dealing with race-track type coil design that is inserted into 30(kVA) S.C.G which will be manufactured before we make l(MVA) S.C.G plant. The design procedure is based on two dimensional electromagnetic analysis including laplace equations in cylindrical coordinate.
KIEE International Transactions on Power Engineering
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제3A권2호
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pp.100-108
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2003
This paper presents the design and performance results of a pair of 6-kA high-temperature superconducting (HTS)-copper current leads, in which, over a short length at the warm end (e.g.,77K) of each HTS section, comprised of paralleled Bi-2223/Ag-Au tapes, is operated in the current-sharing mode. Because of their reliance on vapor cooling, the leads are applicable only to liquid helium cooled superconducting magnets such as those used in high-energy Physics accelerators and fusion machines. The experimental measurements have demonstrated that key performance data of the new 6-kA HTS-Copper leads agree reasonably well with those expected from design.
The superconducting electromagnetic propulsion system has been proposed as one of new alternative propulsion systems. Especially, the helical-type propulsion system has the greatest merit that is able to use the solenoid-type superconducting magnets with high magnetic fields. In this study, calculations of characteristics of the large scale helical-type thruster are carried out on the basis of our experimental results. As a couple of results of calculations, it is found that the thruster efficiency quickly increases with the length of electrode up to about 5 m and then goes up to about 0.9. The thruster efficiency peaks at a certain point ($^{\sim}0.6\;m$) and then falls as length of pitch increases.
It is important to predict AC loss in $Nb_3Sn$ and NbTi cable-in-conduit-conductor (CICC) reliably for the design and operation of large superconducting coils. The hysteresis loss in the superconducting filaments and coupling loss within strands and among strands in a cable or composite are dominant ac losses in superconducting magnets. The coupling loss in a superconductor can be characterized by identifying the coupling constant time $n{\tau}$. To reduce the coupling loss, all the strands (superconductor and Cu) in KSTAR (Korea Superconducting Tokamak Advance Research) are chromium plated with thickness of $l{\pm}0.5{\mu}m$. The ac losses of PF1, PF5 and PF6 coils has been measured by calorimetric method while applying trapezoidal current pulses with various ramp rate from 0.5 kA/s to 2 kA/s. The coupling time constants for $Nb_3Sn$ coils are $25{\sim}55$ ms and the values are not co-related with the coil size, the time constants for NbTi coil is 30 ms.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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