AbstractA conceptual design of toroidal and poloidal field systems for the ARIES-RS reactor study is presented in this paper. Means of designing the toroidal and poloidal field system for minimized size and cost, optimized structure and increased access for maintenance are presented in the paper. Supports of the out-of-plane TF loads that do not interfere with maintenance operation have been designed. Structural analyses of several cases that have the common feature of avoiding material in between the outer legs of the TF coil are presented in this paper. The implications on the structural amount of material required are investigated. Methods of handling failure conditions in the toroidal field coil due to unbalanced currents are studied. Optimization of the conductor in the poloidal and toroidal field systems is carried out. Implications of the use of very fine superconducting strands for conductor stability and minimization of co-wound normal-conducting material are evaluated. Implications of novel schemes for magnet protection such as internal dump, are described.
本論文では、ARIES-RS炉研究におけるトロイダル磁場およびポロイダル磁場システムの概念設計について述べる。小型化とコスト低減を図り、構造を最適化し、保守アクセスを向上させるためのトロイダル磁場およびポロイダル磁場システムの設計手法を示す。保守作業を妨げないトロイダル磁場コイルの面外荷重に対する支持構造を設計した。トロイダル磁場コイルの外側脚部間に材料を配置しないという共通の特徴を持つ複数のケースについて構造解析を実施した。必要となる構造材料量への影響を調査した。不平衡電流によるトロイダル磁場コイルの故障条件に対する対処方法を検討した。ポロイダル磁場およびトロイダル磁場システムにおける導体の最適化を実施した。超微細超伝導ストランドの使用が導体の安定性に及ぼす影響と、共巻き常伝導材料の最小化について評価した。内部ダンプなどの新しい磁石保護方式の影響について述べる。