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論文

Development of a dc 1MV power supply technology for NB injectors

渡邊 和弘; 柏木 美恵子; 川島 秀一*; 小野 要一*; 山下 泰郎*; 山崎 長治*; 花田 磨砂也; 井上 多加志; 谷口 正樹; 奥村 義和; et al.

Nuclear Fusion, 46(6), p.S332 - S339, 2006/06

 被引用回数:30 パーセンタイル:72.77(Physics, Fluids & Plasmas)

1MeV級の中性粒子入射装置用電源における重要な技術は、超高電圧の高速制御,直流1MVの電送,イオン源で放電破壊の際のサージの抑制である。超高電圧の制御については、これまでのパワー半導体の進歩を反映させ、従来のGTOインバータをIEGT素子に変えたインバータについて検討した。その結果、インバータでの損失を従来の1/3に低減でき、大きさとしてもGTO方式の6割に小型化できることを示した。さらに、1MV電送については、重要な要素である超高圧のブッシングについての試作試験で十分な耐電圧を確認した。また、サージの抑制については、高磁束密度で周波応答の良いファインメットコアを用いることで、サージの吸収が可能である。これらの技術のこれまでの進展について述べる。

論文

ITER中性粒子入射装置用DC1MV伝送系の開発

渡邊 和弘; 奥村 義和; 小野 要一*; 田中 政信*

平成13年電気学会全国大会講演論文集, P. 3081, 2001/03

国際熱核融合実験炉(ITER)用中性粒子入射(NBI)開発の一環として、NBI電源からイオン源まで直流1MVと200kV毎の中間電圧を電送するためのガス絶縁型直流1MV伝送系の開発を行っている。高圧導体及びそれらの支持と絶縁のためのアルミナ充填エポキシ製の多極ブッシングを装着した実機90%スケールの伝送系試験体を製作し、直流耐電圧試験を実施した。前回の報告では900kVまでの耐圧確認を報告したが、その後、高電圧導入器や伝送系チェンバーの各部毎のリーク電流を分離して測定し、高圧印加時のコロナ放電部を同定し電界緩和対策等を行った。これらの対策により、実機での試験電圧(定格の1.3倍)に相当する1170kVの耐圧を確認でき、ITER用NBI電源開発の最大の課題を達成した。

報告書

Design of neutral beam injection power supplies for ITER

渡邊 和弘; 比嘉 修*; 川島 秀一*; 奥村 義和; 小野 要一*; 田中 政信*

JAERI-Tech 2000-033, p.72 - 0, 2000/03

JAERI-Tech-2000-033.pdf:2.72MB

ITER用中性粒子入射装置(NBI)電源の設計を行った。本設計では負イオンビーム加速電源の制御部であるコンバータ、インバータシステムの回路設計のほか、加速電源機器の設計検討を実施した。さらに負イオン生成のためのアーク電源と負イオン引き出し電源の動作特性を回路解析コードで検討し、リップル性能や流入エネルギー制御機能が十分であることを確認した。これらの設計の結果、NBI電源に要求される性能を十分に満足できることを確認した。

論文

Improvement of the ion source power supply for JT-60 negative-ion based NBI

大森 憲一郎; 薄井 勝富; 大島 克己*; 大賀 徳道; 河合 視己人; 渡邊 和弘; 伊藤 孝雄; 栗山 正明; 小野 要一*; 川島 秀一*

Fusion Technology 1998, 1, 4 Pages, 1998/00

JT-60負イオンNBI装置(N-NBI)は、1996年よりビーム出力の増大を図りながらJT-60プラズマへの入射実験を行っている。これまでの運転において、N-NBIの主要構成機器の一つであるイオン源用電源でもいくつかの問題が発生した。これらの多くは、ビーム出力の増大に伴い発生頻度が増したイオン源におけるブレークダウンが原因であると推定された。そこで、これらに対処するため、加速電源制御系のディジタル制御化改造、フィラメント電源電圧検出回路へのフィルタ増設、あるいは、アーク電源の過電流に対する保護レベルの見直しといった改造が行われた。また、その他の電源においても、ビーム入射の最適化を目指し、いくつかの改造・調整等が実施された。本シンポジウムでは、N-NBIの運転時に電源において発生した問題点、それに対する対処(改造)、そしてその結果について報告する。

報告書

Design of ITER NBI power supply system

渡邊 和弘; 比嘉 修*; 川島 秀一*; 小原 祥裕; 奥村 義和; 小野 要一*; 田中 政信*; 安富 誠*

JAERI-Tech 97-034, 106 Pages, 1997/07

JAERI-Tech-97-034.pdf:2.58MB

総合ビーム入射パワーが50MW(1MeV)のITER用中性粒子入射装置(NBI)電源の設計を行った。1MV出力の負イオンビーム加速電源には、交流低圧側制御方式を採用し、150Hzのインバーターを適用した。回路シミュレーションにより、立ち上げ時間、リップル、遮断速度等の電源に要求される全ての性能を満足できることが確認できた。放電破壊時のサージ抑制も、3kA,10J以下に抑えられることが確認できた。さらに、本システム実現のためには、DC1MVの電力伝送ラインのR&Dが重要であることを示した。

論文

JT-60粒子入射加熱装置(NBI)用クライオポンプの不均衡冷却抑制制御

柴沼 清; 秋野 昇; 大楽 正幸; 松本 孝三*; 松田 慎三郎; 大内 豊; 小野 要一*; 柴田 猛順

日本原子力学会誌, 33(12), p.1171 - 1179, 1991/12

 被引用回数:1 パーセンタイル:19.93(Nuclear Science & Technology)

水素ガスに対する世界最大の総排気速度20,000m$$^{3}$$/sを有する14基のクライオポンプ、3.6Kで3,000Wの国内最大のヘリウム冷凍機及び約500mの液体ヘリウム輸送用真空断熱配管から成るJT-60用クライオポンプシステムについて、自動制御法を開発し試験を行った。本制御法の特徴は、(1)14基のクライオポンプ間の予冷段階における不均衡冷却抑制制御、(2)閉ループ内各機器のヘリウム保有量を考慮したクライオポンプへの液体ヘリウムの安定供給制御、(3)クライオポンプからの負荷変動に対応したヘリウム冷凍機の安定化制御である。これらの制御法を用いて試験を行った結果、クライオポンプの各種の運転状態に対して、ヘリウム冷凍機を含めた全システムは安定に制御され、14基のクライオポンプは予冷開始後約16時間で全て定常に達することができた。同時に、これらの制御により、運転員の負担を大幅に軽減するとともに、再現性の高い運転を可能にした。

報告書

ガラスモデルによるクライオポンプ内気液二相ヘリウムの流動様式の観察

柴沼 清; 荒木 政則; 大楽 正幸; 小野 要一*; 柴田 猛順

JAERI-M 88-046, 11 Pages, 1988/03

JAERI-M-88-046.pdf:1.39MB

JT-60NBI用クライオポンプは1基当り1,400m$$^{3}$$/secであり、14基全体の総排気速度は20,000m$$^{3}$$/secにも達する世界最大の排気装置である。

報告書

JT-60 NBIクライオポンプ内部配管用多層断熱材の開発

柴沼 清; 大楽 正幸; 黒金 正春*; 小野 要一*; 柴田 猛順; 寺門 拓哉*

JAERI-M 85-167, 12 Pages, 1985/10

JAERI-M-85-167.pdf:0.45MB

JT-60NBI用クライオポンプの熱負荷を軽減するために、クライオポンプの内部配管に使用される多層断熱材の断熱性能の向上を試みた。候補となる3種類の断熱材について性能試験を実施した結果、著者らが考案Lた断熱材が最も優れた断熱性能を有することが確認された。また、この断熱材は断熱材の各層が少しずつずれて10層一体となっていることから、断熱材を10層一度に巻くことができるだけでなく、各層は同心円状に巻かれる。

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