Development of full-size mockup bushing for 1 MeV ITER NB system

1MeV ITER NBシステムにむけたフルサイズモックアップブッシング開発

戸張 博之; 井上 多加志; 花田 磨砂也; 大楽 正幸; 渡邊 和弘; 梅田 尚孝; 谷口 正樹; 柏木 美恵子; 山中 晴彦; 武本 純平; 土田 一輝; 坂本 慶司; 田中 政信*; 栗山 正明*; Hemsworth, R. S.*

Tobari, Hiroyuki; Inoue, Takashi; Hanada, Masaya; Dairaku, Masayuki; Watanabe, Kazuhiro; Umeda, Naotaka; Taniguchi, Masaki; Kashiwagi, Mieko; Yamanaka, Haruhiko; Takemoto, Jumpei; Tsuchida, Kazuki; Sakamoto, Keishi; Tanaka, Masanobu*; Kuriyama, Masaaki*; Hemsworth, R. S.*

ITER NBI用高電圧(HV)ブッシングは、ガス絶縁方式である-1MV高圧電源伝送系と真空中に設置する負イオン源及び静電加速器の間の圧力隔壁であり、かつ電力を絶縁導入する重要な機器である。原子力機構では、これまでに5段重ねのHVブッシングの絶縁材に用いる世界最大(外径1.56m)の大口径セラミックの開発に成功した。また、サンプル試験や強度解析を行い、セラミックと金属を一体化する接合技術の開発を進めてきた。そして今回、この大口径セラミックに適用可能な厚肉コバール材を用いたロウ付け接合技術の開発に成功した。さらに、大口径セラミック,金属フランジなどを一体に組み上げHVブッシングの1段分を実サイズで模擬したモックアップを試作し、耐電圧試験を実施した。その結果、1段あたりの定格電圧の20%上回る240kVを1時間以上に渡り安定に保持し、ITER NBIで要求される絶縁性能を実証した。

High voltage (HV) bushing in the ITER NBI is one of critical components, which acts as a feedthrough for electric power and cooling water from the -1 MV power supply in SF gas to beam source inside vacuum. JAEA has overcome a longstanding issue on manufacturing of a large bore ceramic ring with 1.56 m in diameter as the insulator of the five-stage HV bushing. Joining method of the ceramic and metal flange with thick Kovar plate to form vacuum boundary was also developed. By assembling components, a full-size mockup bushing simulating one stage of the HV bushing was successfully manufactured. In the voltage holding test, the high voltage of 240 kV including the margin of 20 % of a rated voltage was sustained for 3600 s without breakdown, and the voltage holding capability required in ITER was successfully verified.