AbstractA calculation of the electromagnetic forces was carried out to design the supporting structure and the coil package. LHD has one pair of helical coils and three pairs of poloidal coils, all of which are superconducting coils. Because of the large electromagnetic force, the helical coils are fixed to a cylindrical supporting structure that is called the shell support. From the comparison between three types of methods to support the poloidal coils is found that the most suitable is that with the poloidal coils fixed firmly to the shell support in all directions. When considering the rigidity of the poloidal coils, the maximum stress of the shell support is smallest with this type. The forces on the electrical insulators of the helical coils are estimated by calculating the electromagnetic forces on each conductor and summing them. The maximum loads on the insulators between turns and between layers are 159 and 116 MPa, respectively. They occur in the center area of the coil cross section.
Abstract電磁力の計算は、支持構造とコイルパッケージを設計するために実施された。LHDは1対のヘリカルコイルと3対のポロイダルコイルを有し、これらはすべて超伝導コイルである。電磁力が大きいため、ヘリカルコイルはシェル支持構造と呼ばれる円筒状の支持構造に固定されている。ポロイダルコイルの支持方法として3つの方式を比較した結果、ポロイダルコイルを全方向においてシェル支持構造に固定する方式が最も適していることが判明した。ポロイダルコイルの剛性を考慮した場合、この方式でシェル支持構造の最大応力が最も小さくなる。ヘリカルコイルの電気絶縁体に作用する力は、各導体にかかる電磁力を計算し、それらを合算することによって評価された。ターン間およびレイヤー間の絶縁体にかかる最大荷重は、それぞれ159および116であり、これらはコイル断面の中央領域で発生する。