Development of the ITER toroidal field coil winding pack in Japan

ITER TFコイル巻線部の開発

小泉 徳潔; 中嶋 秀夫; 松井 邦浩; 辺見 努; 高野 克敏; 奥野 清; 長谷川 満*; 角井 日出雄*; 仙田 郁夫*

Koizumi, Norikiyo; Nakajima, Hideo; Matsui, Kunihiro; Hemmi, Tsutomu; Takano, Katsutoshi; Okuno, Kiyoshi; Hasegawa, Mitsuru*; Kakui, Hideo*; Senda, Ikuo*

ITER-TFコイルの巻線部では、ラジアル・プレート(RP)に導体を挿入した後にカバー・プレート(CP)を被せて、RPとCPをレーザー溶接する。RPが高さ14m,幅9mの大型構造物であるのに対して、CPの製作公差として0.3mmの高精度が要求されている。機械加工でCPを製作する場合、このような高精度の加工が可能だが、製作コストが高くなるという問題があった。そこで、直状のCPを引抜加工で製作し、これを曲げ加工する方法を開発した。これにより、目標製作精度の0.3mmを達成するとともに、製作コストの合理化を図ることができた。また、サイド・ダブル・パンケーキ(DP)のCP溶接による変形を解析により評価した結果、サイドDPでは、上下面で溶接部が非対称となっているため、大きな面外変形が発生することが判明した。そこで、溶接部が少ない面に捨て溶接を行うことで、面外変形を抑えられることがわかった。これまでに実施した試作試験及び以上の成果から、原子力機構は2008年11月にITER-TFコイルの調達取決めに調印し、調達に着手した。

JAEA, as the JADA, signed PA for 9 ITER TF coil in 2008. The WP of the TF coil consists of seven DPs and each of DPs has a RP. The conductor is inserted in a groove of a RP and CP is welded to fix the conductor. Since flatness of 2 mm is required for a RP after welding of CPs, laser welding will be used. The tight tolerance of the CP, such as 0.3 mm, is necessary. Machining of a CP from a plate is technically promising method to satisfy the required tight tolerance. However, the machining is time consuming, resulting in penalty of high cost. Therefore, the authors study the feasibility of manufacture of a CP by new method to reduce the cost. A straight CP can be fabricated by hot-rolling and cold-drawing with sufficiently high accuracy, such as 0.1 mm. In addition, the curved CP can be obtained by bending this straight CP with the accuracy of 0.3 mm. Thus, it is concluded that the feasibility of manufacture of the straight and curved CPs with high accuracy can be demonstrated. From these results, JAEA begins trial manufacture of the proto RP and CPs from 2009.