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Development of a CMRC cooled 10 kA current lead for HTS applications

Shabagin, Eugen 1,2
1 Institut für Technische Thermodynamik und Kältetechnik (TTK), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
2 Institut für Technische Physik (ITEP), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

Abstract:

HTS-Anwendungen in elektrischen Netzwerken wie supraleitende Stromkabel und Stromschienen einerseits, sowie Motoren, Generatoren und Transformatoren hoher Leistung anderseits benötigen einige Kilowatt Kälteleistung bei Betriebstemperaturen von ca. 50-78 K. Ein Großteil der Kälteleistung, je nach Anwendung bis zu ca. 90 %, wird dabei zur Kühlung der Stromzuführung benötigt, die zwischen Umgebungstemperatur (300 K) und der kryogenen Arbeitstemperatur der Supraleiter betrieben werden. Zur Kühlung solcher Stromzuführungen sind kryogene Gemischkreisläufe (Cryogenic Mixed Refrigerant Cycle - CMRC) die optimale Lösung, da die Wärmeströme über den gesamten Temperaturbereich bei Temperaturdifferenzen von nur wenigen Kelvin abgeführt werden können. ... mehr

Abstract (englisch):

Many high temperature superconducting (HTS) applications like superconducting cables, power rails, generators, fault current limiter, accelerators and magnets may require several kilowatts of cooling power at an operating temperature range of 50-80 K. The major cooling demand, depending on the application up to 70-90 %, is necessary for the cooling of resistive current leads (CL) that supply electric energy from the ambience at 300K to the superconducting application at cryogenic temperatures. Therefore, a high thermal integration of the CL with the cooling system is required to provide an energy-efficient and a cost-efficient CL technology. ... mehr


Volltext §
DOI: 10.5445/IR/1000144514
Veröffentlicht am 08.04.2022
Cover der Publikation
Zugehörige Institution(en) am KIT Institut für Beschleunigerphysik und Technologie (IBPT)
Institut für Technische Physik (ITEP)
Institut für Technische Thermodynamik und Kältetechnik (TTK)
Publikationstyp Hochschulschrift
Publikationsdatum 08.04.2022
Sprache Englisch
Identifikator KITopen-ID: 1000144514
HGF-Programm 54.11.11 (POF IV, LK 01) Accelerator Operation, Research and Development
Verlag Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
Umfang 179 S.
Art der Arbeit Dissertation
Fakultät Fakultät für Chemieingenieurwesen und Verfahrenstechnik (CIW)
Institut Institut für Technische Physik (ITEP)
Prüfungsdatum 29.03.2022
Schlagwörter Current lead, cryogenic mixed refrigerant cycle, CMRC, microstructured heat exchanger, HTS
Referent/Betreuer Grohmann, Steffen
KIT – Die Forschungsuniversität in der Helmholtz-Gemeinschaft
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