JT-60SA超伝導コイルの電気的安定性及び冷却安定性評価

JT-60SA超导线圈的电稳定性和冷却稳定性评价

• 批准号: 20K04422
• 负责人: 中村 一也
• 金额: $ 2.5万
• 依托单位: Sophia University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K04422/
• 关键词: 超伝導コイル; 核融合炉; JT-60SA; 安定性; 電気機器工学; 超伝導コイル; 核融合炉; JT-60SA; 安定性; 電気機器工学

核融合炉内超伝導コイルは，自分自身，隣接するコイル及び周辺機器から様々な変動磁界が印加され，その結果，誘導電流による交流損失が発生する。この損失は超伝導コイルの温度上昇，コイルの絶縁破壊など安定性を阻害する要因の一つである。これらを定量的に見積り，電気的安定性評価を行い，それらの結果を用いて，超伝導コイルの冷却系統モデルを構築することは，核融合炉用超伝導コイル技術の早期実用化に寄与すると考えられる。令和4年度の研究実績の概要を以下に示す。【1】JT-60SA EFの過渡応答及び共振特性評価：JT-60SA EFダミーコイルの試験結果をもとに令和3年度の回路モデル手法を用いて，電源，電流リード，EF6コイル，構造物及び接地抵抗を含むEF6コイルシステム全体の回路モデルを作成した。また，EF6コイル用電源の測定結果を用いて，過渡応答及び共振現象が及ぼす層間の電圧への影響の評価を行った。その結果，JT-60SA EF6コイル用電源による過渡応答及び共振現象はEF6コイルの運転に対して影響を及ぼすことはないことが示された。【2】JT-60SA超伝導コイル　クールダウン時におけるコイル内の最大温度差解析：2020年10月10日から11月27日まで行われたJT-60SAクールダウン試験時において，CS内の最大温度差，また冷却速度及び入口と出口の温度差に対するヘリウムの質量流量の影響を調査した。その結果，JT-60SAクールダウン試験において，CSは常温から運転温度まで安全に冷却されたことが示された。また，EFコイルとCSの質量流量の分配操作を評価するための，CSにおける入口と出口の温度差と冷却速度の質量流量依存性が示された。

各种可变的磁场应用于自身，相邻线圈和周围设备的核融合反应器中的超导线圈，从而导致由于诱导电流引起的交替电流损失。这种损失是阻碍稳定性的因素之一，例如超导线圈的温度升高和线圈的绝缘崩溃。定量估计这些，进行电稳定性评估，并使用这些结果来构建超导线圈冷却系统的模型，这被认为有助于早期实际应用超导线圈技术在核融合反应器中。 Below is an overview of our research results for fiscal year 2022. [1] Evaluation of the transient response and resonance characteristics of the JT-60SA EF: Based on the test results of the JT-60SA EF dummy coil, a circuit model for the entire EF6 coil system, including power sources, current leads, EF6 coils, structures and ground resistance, was created using the circuit model method for 2021.此外，评估了使用EF6线圈电源的测量结果，评估了瞬态响应和共振现象对层之间电压的影响。结果表明，由JT-60SA EF6线圈电源引起的瞬态响应和共振现象对EF6线圈的运行没有影响。 [2] JT-60SA超导线圈在冷却期间的最大温度差分析：在2020年10月10日至11月27日进行的JT-60SA冷却测试期间，研究了氦质量流量对CS的最大温度差的影响，并研究了入口和出口之间的冷却速率和温度差异。结果表明，JT-60SA冷却测试表明，CS从室温到工作温度安全地冷却。此外，证明CS中入口和出口之间的温度差异以及冷却速率的冷却速率的依赖性显示，以评估EF线圈和CS的质量流量的分布运行。