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櫻井 武尊; 井口 将秀; 中平 昌隆; 齊藤 徹; 小泉 徳潔
IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 26(4), p.4204705_1 - 4204705_5, 2016/06
原子力機構は、ITER計画において、9個のトロイダル磁場コイル(TFコイル)と19個のTFコイル構造物の調達を担当している(予備1個を含む)。TFコイル構造物は、D型形状の超伝導巻線部を格納する高さ16.5m、幅9mの超大型で複雑な形状の構造物体である。TFコイル構造物は、運転条件である極低温(4K)において強力な電磁力に耐える必要があるため、高マンガン・ステンレス鋼JJ1及び高窒素添加型316LN鋼といった、高降伏応力、高破壊靭性を有するオーステナイト系ステンレス鋼が用いられる。これらの材料をFMYJJ1と呼ばれる溶接ワイヤでTIG溶接することでTFコイル構造物は製作される。一般的に、溶接継手の機械特性は、溶接方法や溶接姿勢等の溶接条件に依存するが、これまで200mm以上の溶接厚さを有する実機TFコイル構造物を模擬した溶接継手の4K機械試験データの取得は限られていた。本研究では、実機と同様の溶接厚さ(最大320mm)で、溶接方法や溶接姿勢、母材との組み合わせを模擬した溶接継手を製作し、4Kにおける引張試験や破壊靱性試験を含む機械特性を取得した。その結果、全ての溶接継手が要求性能である降伏応力(900MPa)と破壊靭性(180MPam
)を満足した。実機TFコイル構造物で採用する溶接条件の範囲では、機械特性は溶接方法や溶接姿勢よりも、母材との組み合わせに依存することが確認できた。以上により実機相当溶接継手の4K機械特性データ・ベースの構築に寄与した。
土屋 勝彦; 村上 陽之; 木津 要; 小出 芳彦; 吉田 清
IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 26(4), p.4202705_1 - 4202705_5, 2016/06
被引用回数：3 パーセンタイル：19.07(Engineering, Electrical & Electronic)幅広いアプローチに基づくJT-60SA装置の建設が現在進められている。本装置の主要機器である超伝導コイルは、欧州担当のトロイダル磁場(TF)コイルと原子力機構担当のポロイダル磁場(PF)コイルから構成される。PFコイルは、4つのモジュールを持つ中心ソレノイド(CS)と6つの平衡磁場(EF)コイルから成り、CSは直径2m、高さ約1.6mのモジュール(549ターン)のニオブスズ導体のコイルであり、EFコイルは直径4.5mないし12mの様々な直径を持ち、ニオブチタン導体のコイルである。CSモジュールは単位パンケーキコイルからなるモデルコイルを予め製作し、実機運転環境下で性能試験をし、健全性を確認したうえで、実機製作に入っている。一つ目のモジュールのパンケーキコイルは全て完成しており、今後、積層およびモジュール化を経て、低温試験を行う。EFコイルは、既にTFコイルの下側に設置される3つのコイル(EF4, EF5, EF6)が本体室に仮置かれている。これらのコイルについて、精度を示すパラメータである非円形度は、EF4とEF5は0.6mm、EF6は1.3mmであり、設計許容値の1/6から1/10といった高い精度で製作されている。現在、残る3つのコイルEF1, EF2, EF3を製作しており、平成27年度中に全てのコイルの巻線が完了予定である。
尾関 秀将; 礒野 高明; 宇野 康弘; 河野 勝己; 川崎 勉; 海老澤 昇; 奥野 清; 木戸 修一*; 仙波 智行*; 鈴木 洋三*; et al.
IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 26(4), p.4202504_1 - 4202504_4, 2016/06
JAEA successfully completed manufacture of Toroidal Field (TF) Insert Coil (TFIC) for a performance test of the ITER TF conductor in the final design in cooperation with Hitachi, Ltd. The TFIC is a single layer 8.875-turn solenoid coil with 1.44 m diameter. This will be tested with 68 kA current application under 13 T external magnetic field. Since the TF conductor performance, which includes 900 Nb
Sn superconducting strands, is sensitive for temperature at its heat treatment (HT) and bending strain after HT, the manufacturing processes for the TFIC including HT and shaping were developed through trials. Eventually the temperature at HT and bending strain at shaping were controlled within the allowable margin of 5
C and 0.1%, respectively. The validation of the HT was confirmed by critical current measurements of NbSn strand samples co-heat-treated with the TFIC. In this presentation details of manufacturing process and quality control status for the TFIC are reported.
谷 教夫; 渡辺 泰広; 發知 英明; 高柳 智弘; 富樫 智人; 堀野 光喜
IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 26(4), p.4101904_1 - 4101904_4, 2016/06
J-PARC 3GeV RCSのパルス補正四極電磁石(QDT)の性能を確認するために磁場測定を実施した。その結果、電磁石は設計値に対して20%も磁場が異なっていた。原因調査を行い、磁場性能を回復するための検討を行った。ここで、我々は、パルス電磁石に積層シムを取り付ける新たな取り組みに挑戦した。シムは積層鋼板で製作する。取り付け精度が、磁場性能に大きく依存するため許容値を磁場解析により求めた。積層シムは、幅27.5mm、長さ117.7mmで、先端部が鋭角で細長く複雑な形状のため、取り付け作業に耐え得る構造に加工することが困難であった。様々な試作を経て、接着鋼板を用いた加工方法を採用した。磁極への取り付けは、渦電流の影響を考慮して非金属性のブロックを用い、0.5mm以内の精度で取り付けた。積層シムを取り付けたQDTは、磁場測定で1%以内に収まり、十分満足する性能を確認した。本発表では、補正四極電磁石のシムを用いた磁極形状の最適化とその後に行われた磁場測定結果について報告する。
高柳 智弘; 林 直樹; 金正 倫計; 植野 智晶*; 堀野 光喜; 岡部 晃大; 入江 吉郎*
no journal, ,
J-PARC 3GeV RCS用の新しい入射シフトバンプ電源を開発し製作した。電源は、コンデンサ転流方式を採用し、IGBTの切り換えスイッチにより、ピーク電流32kAの台形波形を出力することができる。しかしながら、運転試験中に、フラットトップユニットに搭載したコンデンサーを充電するDC充電器のダイオードが故障する事象が発生した。調査の結果、その原因は、DC充電器の電流フィードバックの遅れが原因となり、ダイオードに過電圧が印加されて破壊されることがわかった。シフトバンプ電源の特性とトラブルシューティングについて報告する。
