Stability and quench test for NbTi CIC conductor of JT-60SA equilibrium field coil

JT-60SAEFコイル用NbTiCIC導体のクエンチ試験

村上 陽之; 市毛 寿一; 木津 要; 土屋 勝彦; 吉田 清; 尾花 哲浩*; 濱口 真司*; 高畑 一也*; 三戸 利行*; 今川 信作*

Murakami, Haruyuki; Ichige, Toshikatsu; Kizu, Kaname; Tsuchiya, Katsuhiko; Yoshida, Kiyoshi; Obana, Tetsuhiro*; Hamaguchi, Shinji*; Takahata, Kazuya*; Mito, Toshiyuki*; Imagawa, Shinsaku*

JT-60SAのマグネットは18個のトロイダル磁場(TF)コイル,4個のセントラルソレノイド(CS),6個の平衡磁場(EF)コイルからなる。EFコイルは6.2Tの磁場中で20kAの通電を行う必要があり、NbTiのケーブルインコンジット(CIC)導体を利用して作られることが決まった。そこで、日本原子力研究開発機構(JAEA)は核融合科学研究所(NIFS)と共同でEF導体の性能確認試験を行い、これまでの試験で6.2T, 20kAの通電に成功した。しかし、クエンチ時の導体特性に関する試験は行われておらず、クエンチ保護の観点から導体設計を進めることができなかった。そこで、今回は試験導体に誘導ヒータを取り付け、安定性マージンや常伝導伝播速度といったEF導体のクエンチ特性について試験を行った。本講演では、これらの試験結果について報告するとともに、EFコイルの実運転を想定した場合の安定性マージンやクエンチ時の最高到達温度について、本試験に基づく熱流体解析によって評価したので報告する。

JT-60SA magnets system consists of 18 toroidal field (TF) coils, 4 stacks of central solenoid (CS) and 6 plasma equilibrium field (EF) coils. The maximum magnetic field and maximum current of EF coils is 6.2 T and 20 kA, respectively. It has been decided that the NbTi cable-in-conduit (CIC) conductor is applied to EF coil conductors. The performance verification test was conducted by Japan Atomic Energy Agency (JAEA) and National Institute of Fusion Science (NIFS). The critical current measurement of this sample under the condition of coil operation was performed in the previous test. In addition, the quench test is conducted in this time to evaluate the stability margin and the coil behavior during quench. The Minimum Quench Energy of this conductor and the velocity of normal conducting state propagation are described in this paper. We also described the Tcs margin and maximum temperature during the quench evaluated by thermo-fluid analysis based on the quench test.