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論文

Development of ITER TF coil in Japan

小泉 徳潔; 松井 邦浩; 辺見 努; 高野 克敏; 千田 豊; 井口 将秀; 中嶋 秀夫; 嶋田 守*; 大勢持 光一*; 牧野 吉延*; et al.

IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 22(3), p.4200404_1 - 4200404_4, 2012/06

 被引用回数:7 パーセンタイル:51.1(Engineering, Electrical & Electronic)

原子力機構は、ITER計画において9個のTFコイルの調達を担当しており、この調達を次に記す3段階に分けて段階的に実施している。第一段階:技術的課題の解決と合理化検討、第二段階:治具の製作及び第一号コイルの製作、第三段階:残りの8個のコイル製作。このうち、第一段階として2009年3月から、中・実規模試作を実施した。これまでに実規模導体を用いた巻線試作,熱処理試作等を実施し、また、実規模ラジアル・プレートも試作した。これにより、TFコイル製作技術の課題を解消することができたとともに、製作の合理化も進めた。

論文

ITERトロイダル磁場コイル用ラジアル・プレートの試作

高野 克敏; 小泉 徳潔; 清水 辰也; 中嶋 秀夫; 江崎 康一*; 長本 義史*; 牧野 吉延*

低温工学, 47(3), p.178 - 185, 2012/03

TFコイルの巻線部で使用するラジアル・プレート(RP)は、長さ13m,幅9m,厚さ10cmの大型構造物であるにもかかわらず、平面度で1mm,輪郭度で2mm以下の高精度の製作公差が要求されている。また、RPの溝の中に導体を挿入し、導体を固定するために、RP溝にカバー・プレート(CP)という蓋をする。CPはRPとレーザー溶接するため、CPとRP間のギャップを0.5mm以下に管理する必要がある。このため、RPとCPは高い寸法精度で製作する必要がある。そこで原子力機構は、高精度、かつ、合理的な製作方法の確立を目指して、中規模及び実規模RP及びCPの試作試験を実施した。試作の結果、製作公差を満足する高精度な製作技術の開発に成功し、実機RPの製作に目途を立てることができた。

論文

ITERトロイダル磁場コイル製造方法の検討

長本 義史*; 大勢持 光一*; 嶋田 守*; 仙田 郁夫*; 小泉 徳潔; 千田 豊; 井口 将秀; 中嶋 秀夫

低温工学, 47(3), p.200 - 205, 2012/03

トロイダル磁場(TF)コイル開発のフェーズIIとして実施した、中・実規模試作の成果に基づき、実機TFコイルの製造方法を確立するとともに、その製作方法の合理化について検討した。ラジアル・プレート(RP)は10セグメントを高出力レーザにより溶接組立し、カバー・プレート(CP)は部位に応じて3種の製作方法を適用する方針とした。巻線部(WP)製作では、巻線時に導体長を0.01%オーダーの高精度で測定することが要求されており、これを満足する測長システムを含む実機巻線システムなどを考案した。コイル容器製作、及び一体化については、製作フロー、及び溶接部の開先形状の詳細を決定した。今後さらなる合理化を目指す。

口頭

ITER・TFコイル・ラジアル・プレートのレーザ溶接

牧野 吉延*; 後藤 悠*; 金原 利雄*; 長本 義史*; 大勢持 光一*; 小泉 徳潔; 高野 克敏; 松井 邦浩; 中嶋 秀夫

no journal, , 

ITERトロイダル磁場(TF)コイル用ラジアル・プレート(RP)は、高さ13m,幅9m,厚さ10cmの大型構造物であるが、数mmの高精度で製作することが要求されている。RP製作は、厚肉のステンレス鋼板から、機械加工で部分セグメントを製作して、これらを溶接して組立てる計画である。原子力機構は、本製作方法の検証のために、実規模試作を実施した。RPセグメント間の溶接では、導体を挿入するU溝形状の継手断面での溶接が求められるため、(1)溶接姿勢が連続的に変化可能、(2)溶け込み深さも数ミリから30mmまで連続的に変化可能、さらに、(3)コイル製作の工程の制約から溶接速度の高速化も可能であることが要求される。これらの要求を満足する溶接法として、レーザ溶接が考えられる。そこで、著者らは、大出力レーザ溶接の適用性を検討するために、実規模試作を実施した。この結果、溶接条件を最適化することにより完全溶け込みを実現するとともに、要求値を満足する機械特性試験結果を得ることができた。また、一継手あたりの溶接収縮量は約0.4mm、実機RPの輪郭度は約1mmを達成した。一方、実機RPでは、溶接部に微小な欠陥も観測され、今後改善を進める計画である。

口頭

ITER-TFコイルラジアル・プレートのレーザ溶接

牧野 吉延*; 後藤 悠*; 金原 利雄*; 長本 義史*; 大勢持 光一*; 小泉 徳潔; 高野 克敏; 松井 邦浩; 中嶋 秀夫

no journal, , 

ITERトロイダル磁場コイル用ラジアル・プレート(RP)は、高さ約13m,幅9mの大型溶接構造物であるが、数mmの高精度の公差で製作することが要求されている。RPの製作では、ITERの要求工程を満足するために複数の部分セグメントを並行して製作した後、これらを溶接して1枚のRPを組立てる。これらセグメント間の溶接断面形状は、超電導導体を挿入するための溝を有するU溝形状となるため、溶接姿勢,溶接出力など溶接条件を連続的に変化させる必要がある。さらに、ITERの要求工程を満足するために、溶接時間の短縮化が必要であり、これらの要求を満足する溶接法としてレーザ溶接が有効である。そこで、レーザ溶接のRP組立への適用性を検証するための試作を実施し、溶接条件を最適化して完全溶け込みを実現するとともに、要求値を満足する機械特性を得ることができた。

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