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Design and performance analysis of the ITER cryoplant and cryo-distribution subsystem

ITER冷凍機と冷媒分配系の設計と解析

Guillemet, L.*; Jager, B.*; Haange, R.*; 濱田 一弥; 原 英治*; Kalinin, G.*; 加藤 崇; Millet, F.*; Shatil, N.*

Guillemet, L.*; Jager, B.*; Haange, R.*; Hamada, Kazuya; Hara, Eiji*; Kalinin, G.*; Kato, Takashi; Millet, F.*; Shatil, N.*

ITER国際チームは、日本原子力研究所との共同で、国際熱核融合実験炉(ITER)の超伝導コイルを冷却するためのヘリウム冷凍システムを設計した。本冷凍機は、核融合試験装置用としては世界最大規模であり、4Kで48kWの冷凍能力と0.16kg/sの超臨界ヘリウムの供給能力を有する。本設計には、原研のITER中心ソレノイド・コイルの冷却で実績のある、超臨界ヘリウム・ポンプと低温排気圧縮機の技術が採用されている。ITERでは、低温熱負荷がプラズマ燃焼試験と共に変動するので、冷凍機の動作が不安定になることを避けるために、熱負荷を平準化する機構を冷凍システムに設けた。この様な工夫により、冷凍システムの規模を極力小さくすることができるとともに、コイルを安定に運転することが可能となった。

Japan Atomic Energy Research Institute has designed a ITER cryoplant and cryo-distribution in the international collaboration. The ITER cryoplant that will be the largest cryogenic system for the Fusion facility in the world, is designed to be stable in operation despite the pulsed nature of heat deposition in the magnet system. The refrigeration capacity of cryoplant is 48 kW at 4.5 K of refrigeration power and 0.16 kg/s of supercritical helium supply. In the cryoplant, a supercritical helium pump and a cold compressor is applied, based on the successful achievement of cryogenic system for the ITER central solenoid model coil.

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