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Effect of electromagnetic force on the pressure drop and coupling loss of cable-in-conduit conductor

ケーブル・イン・コンジット超伝導導体の圧力損失及び結合損失に対する電磁力の効果

濱田 一弥; 高橋 良和; 松井 邦浩; 加藤 崇; 奥野 清

Hamada, Kazuya; Takahashi, Yoshikazu; Matsui, Kunihiro; Kato, Takashi; Okuno, Kiyoshi

日本原子力研究所は、国際熱核融合実験炉(ITER)の工学設計活動の一環として、中心ソレノイド・モデル・コイルとCSインサート・コイル(CSIC)の通電試験を行った。その結果CSICの圧力損失が通電時に減少することや結合損失が電流値とともに大きくなることを観測した。これらは、電磁力によりジャケット内部で撚線が圧縮変形し、新たに流路ができたこと、また、圧縮により素線間の接触抵抗が低減し、結合時定数が増加したことが原因と考えられる。本論文では、これらの現象を定量的に説明することを試みた。その結果、電磁力によって撚線は最大1.4mm変形することが予想される。この結果から、電磁力による結合時定数の変化を考慮して結合損失を計算すると、通電電流値と共に結合損失は増加する計算結果を得ることができ、実験結果を定量的に説明することができた。

In the ITER Central Solenoid Model Coil (CSMC) and a CS Insert Coil (CSIC) experiment, a pressure drop of the CSIC decreased by about 12% at 40 kA, 10 T and coupling losses indicated an transport current dependence. As a result of pressure drop analysis, an electromagnetic force causes a compressive deformation of cable in a jacket and a new flow passage was generated as a gap between cable and jacket. The cable deformation causes a decrease of a contact electrical resistance between strands and an increase of coupling losses. Taking account of the electromagnetic force dependency of a coupling time constant, calculated coupling losses show a good agreement with measured coupling losses at a pulsed operation of CSMC and CSIC.

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パーセンタイル:61.11

分野:Thermodynamics

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