Pressure drop characteristic of the ITER cable-in-conduit conductor

ITERケーブル・イン・コンジット導体の圧力損失特性

濱田 一弥; 河野 勝己; 海老澤 昇; 中嶋 秀夫; 矢野 嘉孝*; 山口 孝則*

Hamada, Kazuya; Kawano, Katsumi; Ebisawa, Noboru; Nakajima, Hideo; Yano, Yoshitaka*; Yamaguchi, Takanori*

日本原子力研究開発機構は、ITER計画における日本の国内機関として、トロイダル磁場コイル用超伝導導体全体の25%、導体本数として33本の調達を担当している。導体は、直径0.8mmのNbSn超伝導素線900本,銅線522本を撚り合せて、直径43.7mm,肉厚2mmのステンレス保護管(ジャケット)に収めた構造であり、長さは430m及び760mである。これまでに23本の導体の完成検査として、室温の窒素ガスを用いて、流量と導体入口出口の圧力差の関係を測定した。測定結果は、無次元化して、管摩擦係数とレイノルズ数の関係に整理し、導体間で圧力損失特性に差がないことを確認した。この結果は、導体,撚線が均一な品質で製作されていることを示すものである。また、測定値は、ITERの圧力損失特性式による予想値よりも20%程度低い結果となり、予測式は補正が必要であることがわかった。一方、上記の無次元化したデータを外挿することにより、4Kでの圧力損失特性をITERの特性式よりも精度よく予想できると考えられる。

The Japan Atomic Energy Agency (JAEA) has the responsibility to procure 25% of the ITER Toroidal Field Coil conductors and 100% of Central Solenoid Conductor as the Japanese Domestic Agency (JADA) in the ITER project. The TF conductor is composed of 900 NbSn superconducting strands and 522 Cu strands protected by a circular sheath tube (jacket) with an outer diameter of 43.7 mm. The TF conductor has a central spiral cooling tube and a coolant flows into the cable space and the central channel in parallel. JAEA has measured a pressure drop characteristic of more than 20 TF conductors having different length using nitrogen gas at room temperature as a part of acceptance test. The measurement results are normalized to friction factor as a function of Reynolds number to check the difference of each other. The results show the normalized pressure drop characteristic is same among conductors. This is one of evidences that TF conductor is manufactured uniformly.