Critical issues for the manufacture of the ITER TF coil winding pack

ITER-TFコイル製作における主要技術課題

小泉 徳潔; 辺見 努; 松井 邦浩; 中嶋 秀夫; 奥野 清; 久野 和雄*; 野元 一宏*

Koizumi, Norikiyo; Hemmi, Tsutomu; Matsui, Kunihiro; Nakajima, Hideo; Okuno, Kiyoshi; Kuno, Kazuo*; Nomoto, Kazuhiro*

ITER-TFコイルは高さ14m,幅9mのD型コイルであり、ITER工学設計で開発,試験されたTFモデル・コイルの約3倍の大きさとなっている。このため、その製作では新たな技術的課題が生じている。特に、導体長を0.05%の高精度で管理しながら巻線を実施する自動巻線技術、高さ14mのラジアル・プレート(RP)に導体を固定するカバー・プレート(CP)を約750mの長さにわたって溶接し、かつ、溶接による面外変形及び面内変形をそれぞれ2mm及び5mmに抑える技術では、これまでに経験したことがない高い技術が必要とされる。そこで、高精度自動巻線ヘッドを開発し、導体長を0.01%の高精度で測定しながら、1/3規模のD型巻線を試作して、高精度自動巻線が可能なことを示した。また、長さ1mのRP部分モデルを用いて、CP溶接試験を実施し、面外変形を0.8mmに抑えることができた。この結果から、固有歪法を用いて、実機RPのCP溶接による変形量を評価すると、面外変形が1mm、面内変形が5mmと評価され、要求値を満足できると期待できる。また、TFコイルの製作工程全般についても検討し、技術的にはその製作性に目処を立てることができた。

ITER-TF coil, whose height and width are 14 m and 9 m, respectively, is scaled up by about 3 times from TF model coil (TFMC), which was developed in ITER EDA and successfully tested in EU. Although major technique of TF coil fabrication has been demonstrated in the TFMC development, new technical issues are initiated because of the scale-up. The remaining major issues are feasibilities of high accuracy automatic winding and optimization of welding of cover plates to fix the conductor in a radial plate, which is structure to enhance mechanical and electrical reliability. The authors therefore develop one of major parts of automatic winding machine, bending roller head, and successfully performed trial winding for 1/3 scale D-shaped winding. In addition, cover plate welding test was carried out using 1-m RP section and distortion of the radial plate is estimated to be in the requirement.