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米田 昌生*; 土屋 勝彦; 木津 要; 吉田 清; 松川 誠
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原子力機構のトカマク装置JT-60Uのコイルを超伝導化する計画が日本とEU間の共同プロジェクト「サテライトトカマク(JT-60SA)」として進められている。JT-60SAに用いられる超伝導コイル及び高温超伝導電流リード,サーマルシールド,クライオポンプは、ヘリウム冷却設備(ヘリウム冷凍機,循環ポンプ)から冷却される。ヘリウム分配システムはその両者を結合するシステムであり、その最適化のためには各機器の冷却条件を調整する必要がある。講演では被冷却機の熱負荷条件をもとに設計したヘリウム分配システムの概念設計を示す。
吉田 清; 土屋 勝彦; 木津 要; 村上 陽之; 星 亮; 米田 昌生*; 松川 誠
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原子力機構のJT-60のトカマク本体を超伝導化する計画は、日本とEU間の共同プロジェクト「サテライトトカマク装置(JT-60SA)」として推進されている。プラズマ運転領域と各コイルへの要求性能を最適化したトロイダル磁場コイルとポロイダル磁場コイルの最終設計案が決定し、超伝導コイルの詳細設計を行った。ポロイダル磁場コイルは中心ソレノイド(CS)と平衡磁場(EF)コイルから構成され、それらの超伝導導体の製作が2008年4月から開始された。
米田 昌生*; 神谷 宏治; 本田 敦; 竹之内 忠; 吉田 清
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原子力機構のJT-60Uのトカマク本体を超電導化する計画が日本とEU間の共同プロジェクト「サテライトトカマク(JT-60SA)」として進められている。JT-60SAに用いられる超伝導コイル及び高温超伝導電流リード,サーマルシールド,クライオポンプは、ヘリウム冷凍機から冷却される。ヘリウム分配システムは、超伝導コイルなどの負荷とヘリウム冷凍機を結合するシステムである。ヘリウム分配システムの最適化のためには、負荷の冷却条件を調整する必要がある。ヘリウム分配システムとトカマク装置の他の機器との調整を行った設計を示す。
米田 昌生*; 神谷 宏治; 本田 敦; 竹之内 忠*; 吉田 清
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原子力機構のJT-60Uのトカマク本体コイルを超伝導化する計画が日本と欧州連合(EU)間の共同プロジェクト「サテライトトカマク(JT-60SA)」として進められている。JT-60SAに用いられる超伝導コイル及び高温超伝導電流(HTS)リード,サーマルシールド,クライオポンプは、ヘリウム冷凍設備(ヘリウム冷凍機,循環ポンプ)から冷却される。ヘリウム分配システムは冷凍設備から供給されるヘリウムを各負荷に分配するシステムで、配管及び弁,コイル端子箱,バルブボックスから構成される。既存設備と、欧州連合が担当するヘリウム冷凍機の関係に満足するようヘリウム分配ステムの設計を行った結果を報告する。
神谷 宏治; 米田 昌生*; 木津 要; 吉田 清
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JT-60SAのヘリウム冷凍機は、超伝導コイル,高温超伝導電流リード,サーマルシールド、及びクライオポンプを冷却する。冷凍機の冷凍能力には、これら機器の熱負荷に、超伝導コイルを超臨界ヘリウムで強制冷却するための循環ポンプの動力が加わる。このため、超伝導コイル冷却循環ループの動力(質量流量
圧力損失)の評価は重要である。JT-60SAヘリウム冷凍機は2つの循環ポンプ(CP)を備え、CP1でEUが製作するトロイダル磁場(TF)コイル及び構造物を、CP2で日本が担当する4つの中心ソレノイイド(CS)と6つの平衡磁場(EF)コイルを冷却する。CP1とCP2の要求圧力損失は120kPaと100kPa以下である。本講演では、CSとEFコイルのCP2に対して質量流量の最適化と圧力損失計算を行い、要求圧力損失を満足したことを報告する。
木津 要; 米田 昌生*; 倉持 勝也; 市毛 寿一; 古川 真人; 吉田 清
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JT-60SA装置の超伝導コイルシステムでは、電源設備からの常伝導ブスバーがコイルターミナルボックス(CTB)と呼ぶコイル端子箱に設置された電流リード(CL)に接続される。また、CLとコイル間を超伝導導体からなる電流フィーダで接続する。CLは冷凍負荷を低減するために、高温超伝導電流リード(HTS CL)を採用し、KIT(独)が製作する。JT-60SA用のHTS CLはW7-X用のものをもとに設計されており、コイル給電機器の設計に種々の制限を与えている。CLの経験磁場の制限により、CTBはCLを垂直に設置する円筒の端子箱部と端子箱とクライオスタットをつなぐポート部により構成され7m程度のフィーダ長となる。このため、冷却による熱収縮によりHTS CLに大きな荷重が加わることが予想された。そこで、フィーダはポート部内で3か所のUベンドを設け、ポート両端部にフィーダの長手方向の変位を拘束する固定サポートを設けた。固定サポート以外は、吊ボルトによる吊下げ構造とした。この設計でCLに加わる荷重を評価し、水平,垂直ともに許容荷重を下回ることを確認した。