ITERトロイダル磁場コイルの絶縁含浸試験

Insulation and impregnation test for ITER toroidal field coils

辺見 努; 松井 邦浩; 小泉 徳潔; 中嶋 秀夫; 飯島 亜美*; 酒井 正弘*

Hemmi, Tsutomu; Matsui, Kunihiro; Koizumi, Norikiyo; Nakajima, Hideo; Iijima, Ami*; Sakai, Masahiro*

ITERトロイダル磁場(TF)コイルでは、20年間の運転により約10E22n/mの高速中性子に曝されるため、耐放射線性能として、中性子線と線を併せて10MGyを超える照射に耐えることが要求される。そこで、耐放射線性が優れ、粘性が低いシアネートエステル(CE)・エポキシ(EP)混合樹脂を用いて、ダブル・パンケーキ(DP)及び巻線部(WP)の含浸を実施する必要がある。開発した混合樹脂をTFコイルの製作に使用するためには、気泡等が残らない含浸プロセスの開発及び絶縁層の品質確認を実施する必要がある。そこで、著者らは、含浸条件を選定するためにアクリル・モデル試験、硬化後のボイドの残留状況等を確認するために金属モデル試験、絶縁プロセス全体を確認するために1/3規模試験を段階的に実施し、TFコイルの電気絶縁に関する製作方法の検証を行った。その結果、耐放射線性に優れた混合樹脂を用いて想定した約60時間内に実機TFコイルの含浸が実施できる見通しが得られた。加えて、絶縁施工から耐電圧試験までの一連の作業プロセスを1/3規模試験を通じて検証することができた。

The manufacturing process for the ITER Toroidal Field (TF) coil has to be demonstrated for the qualification. Since the impregnation of its insulation system is one of the qualifications, the authors performed impregnation test using cyanate-ester and epoxy blended resin, which is a candidate among resins because of its excellent resistance to radiation. To establish the insulation and impregnation procedure of the TF coil manufacturing, three types of trials were performed. (1) Impregnation tests using an acrylic model to fix the impregnation conditions; (2) Impregnation test using a metallic model to confirm that no void remains in the insulation layer after the curing in the D-shaped configuration; and (3) Insulation and impregnation trials using 1/3 scale double pancake (DP) to establish the insulation and impregnation procedure for the TF coil manufacturing, The procedure of the insulation and impregnation for the ITER TF coil was established from the results of these trials.