Design of a -1 MV dc UHV power supply for ITER NBI

ITER NBI用-1MV直流超高圧電源の設計

渡邊 和弘; 山本 昌則; 武本 純平; 山下 泰郎*; 大楽 正幸; 柏木 美恵子; 谷口 正樹; 戸張 博之; 梅田 尚孝; 坂本 慶司; 井上 多加志

Watanabe, Kazuhiro; Yamamoto, Masanori; Takemoto, Jumpei; Yamashita, Yasuo*; Dairaku, Masayuki; Kashiwagi, Mieko; Taniguchi, Masaki; Tobari, Hiroyuki; Umeda, Naotaka; Sakamoto, Keishi; Inoue, Takashi

ITER中性粒子入射装置には-1MVの直流電源システムが必要であり、日本とEUが分担して製作する計画である。原子力機構は、日本国内機関としてITER中性粒子入射装置電源システムのうち、-1MVの直流超高圧発生部,伝送系, -1MV絶縁変圧器,サージ抑制装置などの超高電圧の主要な機器を分担する。これまでに、これら機器の設計を行った。インバータ電源の周波数については、回路定数から150Hzが適切な値であることを示し、採用された。直流超高圧の絶縁については、長時間の電界分布の変化を考慮し、その主要な機器の設計を行った。サージ抑制機能についても、回路解析を行い、サージブロッカによるエネルギー吸収素子や抵抗素子を適用することにより、負荷である加速器への流入エネルギーを20ジュール程度以下に抑制できることを確認した。

Japan Atomic Energy Agency as the Japan Domestic Agency (JADA) for ITER contributes procurement of dc -1 MV ultra-high voltage (UHV) components such as a dc -1 MV generator, a transmission line and a -1 MV insulating transformer for the ITER NBI power supply. Inverter frequency of 150 Hz in the -1 MV power supply and major circuit parameters have been proposed and adopted in the ITER NBI. The dc UHV insulation at the multi-layer insulation structure of the transformer for a long pulse up to 3600 s has been designed with electric field simulation. Based on the simulation overall dimensions of the dc UHV components have been finalized. The JADA contributes to provide an effective surge suppression system composed of core snubbers and resistors. Input energy into the accelerator from the power supply can be reduced to about 20 J which satisfies the design criteria of the total 50 J at -1 MV breakdown.