ITER中心ソレノイド(CS)インサートのクエンチ試験の解析

Simulation of quench tests of the ITER Central Solenoid (CS) insert

高橋 良和; 吉田 清; 名原 啓博; 枝谷 昌博*

Takahashi, Yoshikazu; Yoshida, Kiyoshi; Nabara, Yoshihiro; Edaya, Masahiro*

クエンチ時のCS導体の振舞いを明らかにするため、CSインサートのクエンチ実験を直流及びパルス・モードのいろいろな条件で行った。その導体は実機CSとほぼ同じ形状とパラメータを有している。導体の長さは約140mである。パルス・モードの実験における導体の電気的及び熱流体的振舞いを、解析コードを用いて模擬し、実験結果と比較した。その結果、解析により求められたクエンチ電流値は、実験結果と10%以内で一致した。また、この結果を用いて、実機CSコイルのクエンチ時の導体の最高温度を計算した結果、最高温度は132Kで、設計基準(150K)以下であった。したがって、クエンチ時においてもコイルの健全性が保たれると考えられる。

Quench tests of Center Solenoid (CS) insert in both DC and pulse modes have been carried out with various initial conditions in the Center Solenoid Model Coil Facility, in order to investigate the CS conductor behavior during a quench. The conductor of the coil is cable-in-conduit conductors with NbSn strands and has similar design and configuration to the conductor for the ITER Central Solenoid. The length of the conductor of the CS insert is about 140 m. Simulations of electric, thermal and hydraulic behavior of the conductor during quench tests in the pulse mode were carried out by using the "Gandalf" simulation code. The quench currents obtained by the simulation agree to the experimental results within 10%. The implication for quench detection in ITER is also discussed and it is confirmed that the maximum temperature of the ITER-CS conductor during a quench is 132K and lower than the design criteria (150 K) with enough margin. The ITER-CS will not have serious damages during a quench.