ITER中性粒子ビーム入射装置高電圧デッキ用ウオーターチョークの開発

Development of water choke model for high-voltage deck of ITER neutral beam

土田 一輝; 渡邊 和弘; 山中 晴彦; 武本 純平; 井上 多加志; 田中 滋*; 山下 泰郎*

Tsuchida, Kazuki; Watanabe, Kazuhiro; Yamanaka, Haruhiko; Takemoto, Jumpei; Inoue, Takashi; Tanaka, Shigeru*; Yamashita, Yasuo*

ITER中性粒子ビーム加熱装置において大電力ビームを長時間発生するために負イオン源や加速器の冷却は不可欠である。これらの機器は、-1MVの高電位にあるため、冷却水供給系に絶縁性確保のためのウォーターチョークを設置する必要がある。特に、ITER用ウオーターチョークでは、冷却水圧が高く(2MPa)、冷却水戻り温度が高温(65C)で電気伝導度が高く純水冷却水中のリーク電流が大きい(数十mA)、など厳しい条件が果される。これらの条件においても十分な耐電圧性能を確保するため、「高耐水圧」「高耐電圧」「高耐食性」の特徴を持つウォーターチョーク用セラミック絶縁管を開発した。開発したセラミック絶縁管を用いて機械試験及び耐電圧試験に供し、当該品がITER用ウオーターチョークで必要とされる絶縁性能(110kV/本)を持っており、冷却水中に150mAのリーク電流が流れてもフランジやロー付け水シール部における金属材料の腐食や溶解が小さい見通しを得た。

In ITER Neutral Beam (NB) injection system, the negative ion source and the accelerator should be cooled to generate high energy and high power beam for the prolonged operation. Those devices will be settled at high electric potential of -1 MV and an water choke is needed in the cooling water line to insulate the high voltage. The water choke for ITER should meet the following specifications; high water pressure (2 MPa) and high leak current (several ten mA) due to the reduction of resistivity in hot water (65 C), etc. So, we developed a ceramic insulation tube for the water choke of ITER NB system and it's performance was confirmed by mechanical and withstand voltage tests. From the test results, it was confirmed the developed ceramic tube has sufficient performance (110 kV/tube) as a part of ITER water choke. The anti-corrosion and anti-dissolution of the sealing materials in the ceramic tube was also confirmed under the high leak current condition.