BA原型炉における先進ダイバータ配位実現のためのインターリンク超伝導コイルの概念設計

Conceptual design of inter-linked superconducting coils for advanced divertor configuration of BA DEMO reactor

宇藤 裕康; 朝倉 伸幸; 飛田 健次; 染谷 洋二; 坂本 宜照; 星野 一生; 中村 誠; 徳永 晋介

Uto, Hiroyasu; Asakura, Nobuyuki; Tobita, Kenji; Someya, Yoji; Sakamoto, Yoshiteru; Hoshino, Kazuo; Nakamura, Makoto; Tokunaga, Shinsuke

近年、非常に大きな熱流の低減が求められる原型炉のダイバータ設計において、ダイバータ板への磁力線の連結長を増加する磁場形状「先進ダイバータ配位」(Super-X divertor等)の検討が行われている。平衡計算の結果、ダイバータ配位を形成するポロイダル磁場(PF)コイルに180MATものコイル電流を要し、プラズマ平衡の観点からダイバータ近傍、すなわちTFコイル内側に設置することにより電流値を減らすことができることが報告されている。そのため、本研究では、トロイダル磁場(TF)コイルと鎖交するように中心ソレノイド(CS)やPFコイルを現場巻きする「インターリンク超伝導コイル概念」をダイバータ用PFコイルに適用し、その概念検討を行った。本発表では、インターリンク型超伝導コイルの検討結果として導体設計を含むコイル概念に加え、電流フィーダ部分の超伝導線材の種類について交流損失を考慮した冷却構造、電磁力などの設計概略値の検討結果について報告する。

Recently, use of an inter-linked (IL) superconducting coils in a tokamak fusion DEMO reactor were proposed. A basic idea of the IL-central solenoid (CS) concept is to wind a CS such that it is linked in a set of toroidal field (TF) coils. In this presentation, the detailed descriptions of the engineering design of the superconducting CS linked in TFC will be presented. Handling of a large exhausted power from the core plasma is the most important issue for the fusion reactor. Recently, advanced divertor concepts of super-X divertor (SXD) was proposed. The plasma equilibrium calculations for SlimCS showed that large coil currents are required for the conventional divertor coil location outside TFC. These results show that installation of the divertor coils inter- TFC (IL-PF) is required for the DEMO advanced divertor design. In this presentation, engineering feasibility of the inter-linked superconducting CS and PF for constructing the SXD equilibrium configuration will be presented.