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Key engineering features of the ITER-FEAT magnet system and implications for the R&D programme

M. Huguet, ITER Joint Central Team, ITER Home Teams2001年被引用 40Nuclear FusionIF 3出版社

The magnet design of the new ITER-FEAT machine comprises 18 toroidal field (TF) coils, a central solenoid (CS), 6 poloidal field coils and correction coils. A key driver of this new design is the requirement to generate and control plasmas with a relatively high elongation (κ95 = 1.7) and a relatively high triangularity (δ95 = 0.35). This has led to a design where the CS is vertically segmented and self-standing and the TF coils are wedged along their inboard legs. Another important design driver is the requirement to achieve a high operational reliability of the magnets, and this has resulted in several unconventional designs, and in particular the use of conductors supported in radial plates for the winding pack of the TF coils. A key mechanical issue is the cyclic loading of the TF coil cases due to the out-of-plane loads which result from the interaction of the TF coil current and the poloidal field. These loads are resisted by a combination of shear keys and `pre-compression' rings able to provide a centripetal preload at assembly. The fatigue life of the CS conductor jacket is another issue, as it determines the CS performance in terms of the flux generation. Two jacket materials and designs are under study. Since 1993, the ITER magnet R&D programme has been focused on the manufacture and testing of a CS and a TF model coil. During its testing, the CS model coil has successfully achieved all its performance targets in DC and AC operations. The manufacture of the TF model coil is complete. The manufacture of segments of the full scale TF coil case is another important and successful part of this programme and is near completion. New R&D effort is now being initiated to cover specific aspects of the ITER-FEAT design.

日本語訳

新型ITER-FEAT装置のマグネット設計は、18個のトロイダル磁場コイル(TF)、中心ソレノイド(CS)、6個のポロイダル磁場コイル、および補正コイルで構成される。この新設計の主要な駆動要因は、比較的高い伸長度(κ95 = 1.7)と比較的高い三角変形度(δ95 = 0.35)を有するプラズマを生成・制御する要求である。これにより、CSを垂直方向に分割し自立構造とし、TFコイルを内側脚部でくさび結合する設計が導かれた。もう一つの重要な設計駆動要因は、マグネットの高い運転信頼性を達成する要求であり、その結果、いくつかの非従来型設計、特にTFコイルの巻線パックにラジアルプレート支持導体を使用することが採用された。主要な機械的課題は、TFコイル電流とポロイダル磁場の相互作用から生じる面外荷重によるTFコイルケースの繰り返し負荷である。これらの荷重は、組立時に求心性予荷重を付与できるせん断キーと「プリコンプレッション」リングの組み合わせによって抵抗される。CS導体の疲労寿命は、磁束生成に関するCS性能を決定するため、もう一つの課題である。2つのジャケット材料と設計が研究中である。1993年以来、ITERマグネット研究開発プログラムは、CSおよびTFモデルコイルの製造と試験に焦点を当ててきた。試験中、CSモデルコイルは直流および交流運転においてすべての性能目標を達成することに成功した。TFモデルコイルの製造は完了している。フルスケールTFコイルケースのセグメント製造は、このプログラムのもう一つの重要かつ成功した部分であり、ほぼ完了している。現在、ITER-FEAT設計の特定の側面をカバーするための新たな研究開発努力が開始されている。

装置

iter高精度(タイトル一致)

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ITERMagnet systemITER-FEAT
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