Design and Stress Analysis of 600 kJ SMES Model Coil

600 kJ SMES 모델 코일의 설계와 Stress 해석

본 논문은 600 kJ SMES 모델 코일의 설계와 전자기력에 의한 모델코일의 스트레스의 해석에 관한 연구 결과를 나타낸다. 모델 코일의 설계에 적용된 초전도 선재는 77 K, 자기자계 하에서 115 A인 강화 선재이며, 모델 코일은 두 개의 팬케이크 코일로 구성한 모듈 코일 3개를 적층한 형태로 총 6개 더블 팬케이크 코일로 구성되어있다. 모델 코일의 임계전류는 전류를 인가하였을 때 코일에서의 최대 수직방향 자장을 이용해 Load Line을 나타내고, 이를 운전온도인 20 K에서의 $B-I_c$ 곡선에 적용하여 결정하였으며 236 A이다. 운전전류는 임계전류의 80%인 165 A로 결정하였으며, 이는 n-Value 손실을 고려한 값이다. 또한 해석적 방법을 이용해 코일에 전류를 인가하였을 때 전자기력에 의한 모델 코일의 radial stress와 hoop stress를 계산하여 나타내었다.