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名原 啓博; 辺見 努; 梶谷 秀樹; 尾関 秀将; 井口 将秀; 布谷 嘉彦; 礒野 高明; 松井 邦浩; 小泉 徳潔; 堤 史明; et al.
no journal, ,
ITER中心ソレノイド(CS)用超伝導導体はすべて日本が調達する。CSはパルス運転を行うため、最大6万回の繰り返し負荷を想定しているが、実規模導体試験装置(SULTAN)を用いた短尺試作導体サンプルの性能試験で、分流開始温度(Tcs)が繰り返し負荷数に対してほぼ直線的に低下する結果が得られ、問題となっていた。そこで、撚線の機械的強度を高めるため、1次から4次の各撚りピッチを当初の約半分に短くした導体を4本製作した。その導体性能をSULTANを用いて評価した結果、Tcsはサイクル数に対して低下しないことが確認され、CS用超伝導導体の製作を本格的に開始した。
Sn撚線の開発高橋 良和; 名原 啓博; 尾関 秀将; 辺見 努; 布谷 嘉彦; 礒野 高明; 押切 雅幸; 堤 史明; 宇野 康弘; 渋谷 和幸*; et al.
no journal, ,
ITER計画において、原子力機構は中心ソレノイド(CS)コイル用導体の調達を担当している。導体の単長は最大910mであり、通電電流値は13Tの磁場中において40kAである。導体はケーブル・イン・コンジット型と呼ばれるもので、576本のNbSn素線と288本の銅素線で構成される撚線を、矩形の中に円形の穴がある高マンガン鋼(JK2LB)製ジャケットに挿入し、ジャケットを圧縮成型したものである。撚線は5段階の撚線で構成され、6本の4次撚線を中心チャンネルの周りに撚り合せたものである。最近、従来の設計より短い撚りピッチの撚線の導体が短尺導体試験(サルタン試験)において繰り返し通電による超伝導性能劣化がない非常に良い特性を示した。しかし、撚りピッチが短いため、同じ外径の撚線を製作するには、より大きなコンパクションを撚線製作時に加える必要があるので、コンパクション・ローラを工夫し、超伝導素線へのダメージを小さくする必要がある。本講演では、この短い撚りピッチの撚線の製作技術及び素線へのダメージの検査方法などについて報告する。
高野 克敏; 松井 邦浩; 小泉 徳潔
no journal, ,
TFコイルの巻線部に使用されるラジアル・プレート(RP)は、高さ13m,幅9m,厚さ10cmの大型構造物であるが、1mmの平面度で製作することが要求されている。また、RPは10分割したRPセグメントをレーザ溶接して組み立てる計画であり、各RPセグメントはステンレスの平板から機械加工で製作され、1枚のRPは数週間ピッチで製作する必要がある。このため、原子力機構では、高精度で合理的な製作方法を検討し、実規模RPセグメントの試作試験及び溶接性試験を実施して製作技術開発を進めてきた。この結果、機械加工方法及びレーザ溶接条件を最適化することにより、TFコイル製作工程を満足する高精度な加工技術を確立するとともに、溶接部においては、割れのない、健全な溶接品質を確認した。また、実機RPの材料製作では、溶接性及び機械特性を満足するために化学成分を最適化したRP材料の製作が進められている。本講演では、試作試験及び溶接性試験結果と実機RP材料の調達進捗について報告する。
小泉 徳潔; 松井 邦浩; 辺見 努; 梶谷 秀樹; 高野 克敏; 山根 実; 井口 将秀
no journal, ,
原子力機構では、ITER計画において、9個のTFコイルと19個(予備1機を含む)のTFコイル構造物の調達を担当している。TFコイル及び構造物の調達は、3段回に分けて段階的に行われており、2012年より、第2段階であるTFコイル及び構造物の第一号機の製作準備に着手した。また、第1段階の一部の試作、及び製作技術の最終確認のために実施される実規模ダブル・パンケーキ(DP)の製作も第2段階に先立て実施する。加えて、2,3号機用ラジアル・プレート(RP)及び構造物材料の製作にも着手した。さらに、当初計画を加速して、TFコイル巻線部2機の製作準備にも着手した。
尾関 秀将; 濱田 一弥; 高橋 良和; 布谷 嘉彦; 河野 勝己; 押切 雅幸; 齊藤 徹; 礒野 高明; 手島 修*; 松並 正寛*
no journal, ,
国際熱核融合実験炉(ITER)計画において、原子力機構は中心ソレノイド(CS)用導体の調達を分担している。CIC導体であるCS導体は、ジャケット管に高マンガンステンレス鋼であるJK2LBを採用している。ジャケットの形状は、製品製作時において外形が51.3mm角の角型、内径は35.3mmの円である矩形型であり、1本あたりの長さは7m、重さは約100kgである。ITER調達分の製作総長さは、予備分も含めると約43km(約6100本)に及ぶ。これまでのCSジャケットのR&Dにおいて、ITERに要求される寸法及び機械特性を満たす製造工程を確立し、現在は製品の非破壊検査手法の確立を進めている。検出すべき欠陥サイズは、ジャケットの疲労き裂進展速度の結果から、ITER運転の6万回荷重に耐える許容初期欠陥サイズ10mm
より十分小さいものが選定された。具体的には、長さ2mm、幅1mm、深さ0.5mmの半円形ノッチで、1mmより小さい。これをフェーズドアレイ超音波探傷(PAUT)によって検出できるよう、メーカーと協力してR&Dを進めてきた。本発表ではその成果について報告する。
井口 将秀; 辺見 努; 千田 豊*; 森本 将明; Hong, Y.-S.*; 西 宏; 小泉 徳潔; 渡海 大輔*; 新見 健一郎*; 山田 弘一*
no journal, ,
TFコイル構造物は高さ16.5m, 幅9mのD型形状の超伝導巻線部を格納するサブアッセンブリと、TFコイル及び他の機器とを接続する付属品で構成される。サブアッセンブリはベーシックセグメントを溶接で接合することで製作される。TFコイル構造物は最終寸法公差2mm(1/8000)以下という厳しい公差が要求されており、公差達成のためには、溶接後の機械加工が想定される。そのため、合理的な製造のためには、詳細な溶接変形を把握し、機械加工量を低減することが重要である。フェーズIIと呼ばれるTFコイル構造物製作前段階の試作試験では、実機断面形状を有する小規模試験体を用いたベーシックセグメント間溶接変形検証試作を行うとともに、この溶接変形結果を用いた有限要素法解析により、セグメント間溶接変形量を推定した。原子力機構ではセグメント間溶接変形量の予測値のさらなる高精度化を目的に、実機大セグメント試験体を用いたセグメント間溶接変形検証試作を行い、機械加工に対する設計予肉量を当初想定量よりも低減でき、合理的に高精度の製作を行う見通しを得た。本講演では、この試作結果について報告する。
神谷 宏治; 大西 祥広; 小出 芳彦; 吉田 清; Michel, F.*
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JT-60SAのヘリウム冷凍機は、2012年9月に最終的な性能仕様が日欧で合意され、11月に調達取決めが調印された。JT-60SAヘリウム冷凍機は、コールドボックス,外部コールドボックス(ACB), ヘリウム圧縮機、及びヘリウムガス貯槽で構成される。JT-60SAヘリウム冷凍機は超伝導コイルと構造物,高温超伝導電流リード,サーマルシールド、及びクライオパネルを冷却し、4.5Kで約9kWの冷凍能力を持つ。本研究では、JT-60SAヘリウム冷凍機の詳細な仕様と今後のスケジュールについて報告する。
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*; 夏目 恭平*; 今川 信作*; et al.
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JT-60SA装置の中心ソレノイド(CS)は、NbSn素線を用いたケーブル・イン・コンジット導体を用い、複数のパンケーキ巻きコイルを接続し製作される。TFコイルやEFコイルに比べ限られた空間に設置する必要のあるCSでは、省スペースで接続できるバットジョイントを用いて製作される。ジョイント部の接続抵抗が要求値である5n
以下を満足することを確認するため、実機と同様の方法で製作したジョイント部を持つサンプルを用いて接続抵抗測定試験を日本原子力研究開発機構(JAEA)と核融合科学研究所(NIFS)が共同で実施した。試験はジョイント部を2か所持つヘアピン形状のサンプルを用いて行い、それぞれの抵抗値を測定した。試験の結果、抵抗値はどちらのジョイント部も約2.1nであり、要求値である5以下を満足した。本講演では、今回実施した試験の概要及び結果について報告する。
Hong, Y.-S.*; 井口 将秀; 森本 将明; 中平 昌隆; 辺見 努; 西 宏; 小泉 徳潔
no journal, ,
JADA (Japanese Domestic Agency) who has the responsibility of ITER TF coil structure procurement had a contract for EU TFCS with HHI (Hyundai Heavy Industry). TFCS manufacturing is divided into 4 serial phases from preparation of call-for-tendering, basic design and development to procurement for actual product based on final design. To check the weldability and the tendency of weld deformation, the fabrication of 1-m mock-up have been performed. And the full scale trial reflecting the results of 1-m mock-up is being conducted to simulate the expecting behavior of final product during welding. Regarding the actual product of TFCS, the manufacturing design is on the final stage and the material procurements for fabrication are progressing now. This paper also presents future plan with schedule of EU TFCS manufacturing.