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論文

Performance verification tests of JT-60SA CS model coil

尾花 哲浩*; 村上 陽之; 高畑 一也*; 濱口 真司*; 力石 浩孝*; 三戸 利行*; 今川 信作*; 木津 要; 夏目 恭平; 吉田 清

Physica C, 518, p.96 - 100, 2015/11

 被引用回数:5 パーセンタイル:67.64(Physics, Applied)

In the JT-60 Super Advanced (JT-60SA) fusion experimental device, the magnet system consists of a central solenoid (CS) coil, 18 toroidal field coils and 6 plasma equilibrium (EF) field coils. The CS coil is composed of four electrically independent modules consisting of a quad-pancake and 6 octa-pancakes. In order to verify the process for the coil manufacturing and the fabrication jigs, the CS model coil was developed. The model coil is composed of one quad-pancake, which is the same dimension as the quad-pancake utilized in the module of the CS coil. Nb$$_{3}$$Sn cable-in-conduit (CIC) conductors used for the model coil is the same as conductors for the CS coil. As a final check of the coil manufacturing, the cold test of the model coil was conducted at the Nation Institute for Fusion Science (NIFS) test facility. The critical current, joint resistance, and pressure drop of the model coil were measured in the cold test. In addition, self-magnetic field of the model coil was measured. In this paper, the results of the performance verification tests are described.

論文

Development of Terminal Joint and Lead Extension for JT-60SA Central Solenoid

村上 陽之; 木津 要; 市毛 寿一; 古川 真人; 夏目 恭平; 土屋 勝彦; 神谷 宏治; 小出 芳彦; 吉田 清; 尾花 哲浩*; et al.

IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 25(3), p.4201305_1 - 4201305_5, 2015/06

 被引用回数:6 パーセンタイル:55.8(Engineering, Electrical & Electronic)

JT-60Uのマグネットシステムを超伝導に改修するJT-60SA計画が進められている。CSのターミナル接続部はNb$$_{3}$$Sn導体とNbTi導体を接続するシェイクハンド型のラップジョイントを用いて製作される。ターミナル接続部は、CSの上部および下部に配置され、CSシステムの中央に位置するモジュールはターミナル接続部とモジュール間をリードエクステンションと呼ばれる部品を用いて接続される。ターミナル接続部の接続抵抗は核融合科学研究所の大型試験装置を用いて測定した。試験の結果、接続抵抗値はJT-60SAのマグネットシステムの要求値を満足することが確認できた。また、リードエクステンション部およびサポートの構造解析を行い、設計が成り立つことを確認した。本発表では、今回実施した接続抵抗試験の結果およびリードエクステンション部の構造解析の結果について報告する。

論文

Magnetic field measurements of JT-60SA CS model coil

尾花 哲浩*; 高畑 一也*; 濱口 真司*; 力石 浩孝*; 三戸 利行*; 今川 信作*; 木津 要; 村上 陽之; 夏目 恭平; 吉田 清

Fusion Engineering and Design, 90, p.55 - 61, 2015/01

 被引用回数:2 パーセンタイル:74.03(Nuclear Science & Technology)

ニオブスズCIC導体製のJT-60SA CSモデルコイルの冷却試験において、ホール素子を用いて磁場測定を行った。コイル電流を20kAにホールドした状態でも磁場は緩やかに変化することが見出された。その時定数は、17から571秒で短尺サンプルの試験で得られた時定数よりかなり長かった。測定の妥当性を検証するために、ニオブスズ導体中の素線の位置を考慮してモデルコイルの磁場を評価した。その計算結果は測定とよく一致し、磁場測定の妥当性が確認された。

論文

Development and test of JT-60SA central solenoid model coil

村上 陽之; 木津 要; 土屋 勝彦; 小出 芳彦; 吉田 清; 尾花 哲浩*; 高畑 一也*; 濱口 真司*; 力石 浩孝*; 夏目 恭平*; et al.

IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 24(3), p.4200205_1 - 4200205_5, 2014/06

 被引用回数:20 パーセンタイル:23.13(Engineering, Electrical & Electronic)

JT-60SAの中心ソレノイドは、ひずみに弱いNb$$_{3}$$Sn素線を用いたケーブル・イン・コンジット導体を用いて製作される。中心ソレノイドモデルコイルは、実機製作を開始する前にコイル巻線や接続部の製作方法の妥当性を検証するために製作し、極低温において通電試験を行った。モデルコイルは4層のパンケーキコイルからなり、内径や外径、絶縁構成などは実機と同じである。実機製作に使用される治具用い、実機と同等の手順で製作した。モデルコイルは、核融合科学研究所のコイル試験装置を用いて極低温において通電試験を行った。試験の結果、圧力損失や臨界電流値,接続抵抗値は要求性能を満たすことが確かめられ、Nb$$_{3}$$Snマグネットの製作方法が確立できた。本論文では、中心ソレノイドモデルコイルの仕様及び製作方法、試験について報告する。

論文

核融合炉システムにおけるパワーフロー

松川 誠; 飛田 健次; 力石 浩孝*; 相良 明男*; 乗松 孝好*

プラズマ・核融合学会誌, 80(7), p.559 - 562, 2004/07

核融合エネルギー開発の最終目標は、発生させた核融合パワーをおもに電力に代えて利用することである。これは、電力が伝送や変換の観点から、利用しやすいエネルギー形態であるためである。核融合発電プラントでは、その炉型によらずプラズマ加熱や電流駆動のために、大電力の所内循環電力が必要である。本文は、ITER以後に原型炉として建設される核融合発電プラントの電力フローについて、述べるものである。また、電気負荷平準化のためのエネルギー蓄積装置や、高効率変換器の重要性についても議論する。

論文

会議報告; 第19回IAEA核融合エネルギー

井手 俊介; 岡田 浩之*; 平野 洋一*; 藤堂 泰*; 乗松 孝好*; 力石 浩孝*

プラズマ・核融合学会誌, 79(1), p.65 - 69, 2003/01

2002年10月14日$$sim$$19日にフランス、リヨンで開催された第19回IAEA核融合エネルギー会議の発表内容に関する報告である。本会議は二年に一度開催されるプラズマ・核融合研究における最大の国際会議である。今回は約400件の発表が行われた。それらについて、総括的な報告を(1)磁場閉じ込め(1.1; ITER関連,1.2; トカマク実験,1.3; ヘリカル系実験,1.4; その他の磁場閉じ込め実験,1.5; 磁場閉じ込め理論),(2)慣性核融合関係,(3)核融合装置工学関係にわけて行う。 井手は、1.1と1.2を担当執筆した。

口頭

ITER TFコイルジョイント部の性能評価

梶谷 秀樹; 辺見 努; 松井 邦浩; 山根 実; 小泉 徳潔; 尾花 哲浩*; 濱口 真司*; 高田 卓*; 力石 浩孝*; 夏目 恭平*; et al.

no journal, , 

ITER TFコイルでは、ダブル・パンケーキ間の導体は、ジョイント部で電気的に接続される。そのジョイント部の性能を検証することを目的として、2本のTF導体で構成され実機TFコイルと同様のジョイント部を有する試験サンプルを製作し、NIFS(核融合科学研究所)が所有する大型導体試験装置を用いて、ジョイント部の運転条件である68kAの電流、及び、2T以上の磁場の条件でジョイント抵抗を測定した。その結果として、1n$$Omega$$程の十分に低い抵抗値を得られ、ITERの要求値である3n$$Omega$$を満足した。

口頭

ITER-TF導体接続抵抗測定試験における高温超伝導ブスバー追加による銅ブスバーの発熱低減

佐浦 啓介*; 尾花 哲浩*; 高田 卓*; 夏目 恭平*; 濱口 真司*; 力石 浩孝*; 高畑 一也*; 今川 信作*; 梶谷 秀樹; 辺見 努; et al.

no journal, , 

核融合科学研究所の大型導体試験装置を用いて、ITER-TFコイル用ジョイントの接続抵抗測定を行った。電流リードと導体サンプルを接続する銅ブスバーの発熱を定格68kA通電時に100W程度に低減するため、高温超伝導ブスバー(Bi2212線材: 住友電工)を銅ブスバーに並列に取り付けた。ロゴスキーコイルを用いて各ブスバーの電流を測定し、68.1kA通電時に高温超伝導ブスバーが約20kAを分担しており、銅ブスバーの抵抗発熱が銅ブスバーのみの場合の60%程度に低減されていることを確認した。

口頭

JT-60SA中心ソレノイドモデルコイル試験結果

村上 陽之; 木津 要; 神谷 宏治; 土屋 勝彦; 小出 芳彦; 吉田 清; 尾花 哲浩*; 高畑 一也*; 濱口 真司*; 力石 浩孝*; et al.

no journal, , 

JT-60SA中心ソレノイド(CS)の製作方法の妥当性を確認するため、実機と同じ導体・製作治具を用いてモデルコイルを製作し、極低温における通電試験を実施した。モデルコイルは実機と同じ曲げ半径で巻線し、実機と同等の熱処理を行った。電流リードとの接続に用いる電流フィーダとモデルコイル本体は、実機CSに用いるバットジョイントにより接続し、接続部の評価も同時に実施できる構造とした。モデルコイルの通電試験は、核融合科学研究所(NIFS)の大型試験装置を用いて実施した。試験は臨界電流測定、接続抵抗測定および圧力損失測定を実施した。試験の結果、臨界電流値,接続抵抗値,圧力損失はいずれも要求値を満足し、CSの製作方法に問題が生じていないことを明らかにした。本講演では、今回実施した試験の概要および結果について報告する。

口頭

JT-60SA中心ソレノイド用ターミナル接続部の接続抵抗測定

村上 陽之; 夏目 恭平; 木津 要; 土屋 勝彦; 小出 芳彦; 吉田 清; 尾花 哲浩*; 高畑 一也*; 濱口 真司*; 力石 浩孝*; et al.

no journal, , 

JT-60SA装置の中心ソレノイド(CS)は、Nb$$_{3}$$Sn素線を用いたケーブル・イン・コンジット導体を用いて製作される。一方、CSに電流を供給する電流フィーダーはNbTi導体を用いて製作されるため、CSのターミナル接続部はNb$$_{3}$$Sn導体とNbTi導体の接続を行う必要がある。CS用ターミナル接続部は、シェイクハンド型のラップジョイントを用いて製作され、銅スペーサを介してNb$$_{3}$$Sn導体とNbTi導体を接続する。Nb$$_{3}$$Sn導体と銅スペーサ間の接続方法が異なる2種類のサンプルを製作し試験を実施した。試験は核融合科学研究所の大型試験装置を用いて接続抵抗を測定した。試験の結果、一方のサンプルのみ目標値を満足し、CS用ターミナル接続部に使用できることが確認できた。本発表では、今回実施した試験の概要および結果、目標値を満足できなかったサンプルの不具合原因について報告する。

口頭

Self-magnetic field measurements of JT-60SA CS model coil

尾花 哲浩*; 高畑 一也*; 濱口 真司*; 力石 浩孝*; 今川 信作*; 三戸 利行*; 木津 要; 村上 陽之; 夏目 恭平; 吉田 清

no journal, , 

JT-60SAの中心ソレノイド(CS)は1個のクアッドパンケーキと6個のオクタパンケーキからなるモジュール4個で構成される。コイル製作プロセスと製作治具の確認のために、CSモデルコイルを製作した。本モデルコイルはクアッドパンケーキ1個で構成されている。モデルコイルの冷却試験を核融合科学研究所(NIFS)で実施した。臨界電流、ジョイント抵抗、圧力損失などを測定した。加えて、モデルコイルの自己磁場の測定をホール素子により行った。それより、磁場は20kAの電流ホールド中にわずかに変化することが見出された。その時定数は17-571秒の範囲で、短尺の直状サンプルで観測された時定数よりかなり長いことが分かった。

口頭

JT-60SA中心ソレノイドモデルコイルの臨界電流評価

村上 陽之; 木津 要; 夏目 恭平; 土屋 勝彦; 小出 芳彦; 吉田 清; 尾花 哲浩*; 高畑 一也*; 濱口 真司*; 力石 浩孝*; et al.

no journal, , 

JT-60SA中心ソレノイドの開発の一環として、実機と同じ導体・製作治具を用いてモデルコイルを製作し、極低温における通電試験を実施した。モデルコイルの試験は、温度計測が冷媒入口と出口のみしかできなかったため、コイル内部の温度分布を測定できなかった。そこで、コイル内の温度分布を解析により計算し、臨界電流の評価を行った。本講演では、モデルコイル試験の概要および温度分布、臨界電流の評価結果について報告する。

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