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成果報告書詳細
管理番号20170000000476
タイトル平成28年度成果報告書 戦略的省エネルギー技術革新プログラム 省エネルギー技術開発事業の重要技術に係る周辺技術・関連課題の検討 プラント内配電利用のための低コスト型三相同軸超電導ケーブルシステム導入のためのケーススタディー
公開日2017/7/6
報告書年度2016 - 2016
委託先名昭和電線ケーブルシステム株式会社
プロジェクト番号P12004
部署名省エネルギー部
和文要約件名: プラント内配電利用のための低コスト型三相同軸超電導ケーブルシステム導入のためのケーススタディー

本調査研究は、昭和電線ケーブルシステム株式会社ならびにエア・ウォーター株式会社(再委託)が実施した。プラント内に超電導ケーブルシステムを導入し、得られる省エネルギー効果を算出するとともに、経済性についてケース・スタディーを行った。プラント内に液体窒素を保有している工場ならびにLNG基地において、省エネルギー効果により初期投資額を10年以内で回収できることが判った。しかしながら、市場調査の結果、LNG基地は省エネルギー効果は大きいが需要が少ないことから、需要の多い、プラント内に液体窒素を保有している工場に対する超電導ケーブルシステムの開発を実施するに至った。
超電導ケーブルシステムをプラント内に導入する場合、初期導入コストの低減が求められる。その実現のため、超電導ケーブルシステムの中で最も熱負荷の高い電流導入部の熱負荷を低減させた電流導入部の概念設計を行った。その結果、3,000A通電時に50W/本が実現可能な構造の概念設計に成功した。
昨年度、窒素CEを有し、窒素ガスを使用するプラントに適応させた超電導ケーブル用冷却システムを考案した。これは構成機器を一つのパッケージに収めたもので、設置場所も小さく、冷凍機に比べてコストも低いためプラント内設置に適していると考えられた。更にLNG冷熱を利用した超電導ケーブル冷却システム、冷媒が無いプラントでの超電導ケーブル冷却システムの概念設計を行った。また、超電導ケーブル冷却用ポンプとして有望と考える軸シールレス遠心式ポンプの小型化・低熱侵入量化を目的とした概念設計を行った。
英文要約Title: Case Study for utilizing low-cost Triaxial superconducting power distribution cable system in the plants FY2016 Final Report

SWCC Showa Cable Systems Co., Ltd. and Air Water Inc. took charge of this investigation.We calculated the energy-saving effect that a superconducting cable system was introduction on plants and performed case study about economy.
In the LNG terminal and the plant having liquid nitrogen, the initial investment turned out to collect within 10 years by the energy saving effect.However, as a result of the market research, the LNG terminal has high energy saving effect but low demand, so we decided to develop a superconducting cable system for a plant having liquid nitrogen.
In the case of introducing the superconducting cable system on the plant, reduction of initial installation cost is required. The components with the highest thermal load among superconducting cable systems are the current leads. In order to realize of reduction of initial installation cost, conceptual designs of current leads with reduced thermal load was performed. As a result, It was successful in the conceptual design of the current leads to achieve a 50 W / piece at 3,000 A energized.
Last year, we designed a cooling system for superconducting cable which has liquid nitrogen CE and adapted to a plant using nitrogen gas. It is thought that this is suitable for installing in the plant because the constituent equipment is contained in one package, the installation place is small, and the cost is lower than that of the refrigerator. In addition, we performed conceptual design of cooling system for superconducting cable using LNG and superconducting cable cooling system in plant without refrigerant. Moreover, we designed a concept to reduce the size of the shaft seal-less centrifugal pump, which is considered promising as a pump for cooling a superconducting cable, and to reduce the amount of heat intrusion.
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