JPS60170500A - 核融合装置用電源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は核融合装置用電源装置に関するものである。

〔従来技術〕

一般に核融合装置において大きな電力を必要とする主な
ものとＫは、トロイダル磁界コイルとボロイダル磁界コ
イルと加熱装置がある。実用炉に向けてプラズマ燃焼時
間が長くなると所要エネルギーも大きくなり、エネルギ
ーバランスの観点かラドロイダル磁界コイルもボロイダ
ル磁界コイルも超電導コイルが使用される。このとき、
プラズマの励起、加熱等のためにボロイダル磁界コイル
と加熱装置用に大きな電力が必要であり、この電源とし
てフライホイール効果の大きな電動発電機が使用されて
いる。

次に第１図を基にしてこれらの負荷パターンについて説
明する。Ｔｏはコイル励磁時間、ＴＩはプラズマ電流励
起時間、ＴＪはプラズマ電流維持時間、Ｔｓはプラズマ
電流停止時間、Ｔｎはプラズム電流励起時における加熱
装置にするプラズマ加熱時間、Ｔｅはボロイダル磁界コ
イルの通電時間、Ｔｃは運転周期、Ｔ、ｐはボロイダル
磁界コイルに通電していない時間である。実用炉に向け
てプラズマ電流維持時間ＴＪは１００−２００秒と長く
なり、運転周期Ｔｃ　Ｉ／Ｃ占めるプラズマ電流維持時
間ＴＪの割合を責務と言うが、この値はＳＯ〜ざ０％と
大きくなる。このように責務が大きいと運転周期ＴＣに
占めるボロイダル磁界コイルの通電時間Ｔｅの割合は非
常に大きくなり、殆んど連続運転に近いものとなる。ま
た加熱装置はプラズマ加熱時間Ｔｎ以外でも微小な定常
負荷とパルス負荷が必要たためて連続運転である。

従来この種の装置の電源装置と（、て第２図に示すもの
があった。ｌは商用電源、Ｐはボロイダル負荷、Ｎは加
熱装置負荷、Ｇ−ｐｉ・・・・・・Ｇｐｎはボロイダル
電源用宵動発電機、Ｏｎは加熱族ｆｉｔ′ｌ！ｆ源用箱
動発電（幾である。従来のこのような電源装置では連続
負荷に対して運転周期の５′θ％近くを占める小狛荷の
場合でも、常に大容量の電動発を機全台数／θＯ％の電
圧を発生させる必要があった。そのために電動発電機の
鉄損と界磁銅損およびそれらを冷却するために生じる風
損が非′帛に大きくなる。従って、駆動動力が非常に大
きなものとなり、ランニングコストが非常に高いものと
なる欠点があった。

〔発明の概要〕

この発明は上記のような従来のものの欠点を除去するた
めになされたもので、小負荷の間、超電導エネルギー貯
蔵転送装置によって電力を供給し、大容量の電動発電機
を無励磁とすることにより、駆動動力を低減でき゛、系
統ｆＷ力系にじよう乱を与えない核融合装置用電源装置
を提供することを目的とし、ている。

〔発明の実施例〕

以下、この゛発明の一実施例を第、７図１で基づいて説
明する１、／は商用′ｍ源、コおよび３は超電導エネル
ギー貯蔵転送装置（第７図参照）からの電力供給系統、
Ｐはボロイダル負荷、Ｎは加熱装置負荷、ＧＴ）／・・
・・・Ｇｐｎはボロイダル電源用電動発電機、Ｇｎは加
部装置電源用電動発電機である。

次に動作について説明する。第１図に丞（、たプラズマ
電流励起時間ＴＩ、の間、ボロイダル市源用電動発′岨
、磯ＧＩＮ／・・・・・Ｇｐｎ　Ｋよりボロイダル負荷
Ｐに、また加熱装置電源用電動発電機０により加熱装置
負荷Ｎにそれぞれ富力を供給し、プラズマ電流停止時間
Ｔ３の間、ボロイダル負荷Ｐが保有していたエネルギー
を回生し、この回生エネルギーによってボロイダル電源
用電動発電機ＧＴ）／・・・・・・Ｇｐｎを電動機とし
て加速し、回転エネルギーとして貯蔵させる。ところで
、ボロイダル負荷Ｐと加熱装置負荷Ｎが小さいとき、即
ち、プラズマ電流励起時間Ｔｔとプラズマ電流停止時間
Ｔ３を除く運転時間（Ｔ　Ｏ＋ＴＪ＋Ｔ　ｙ　）もしく
はプラズマ電流励起時間ＴＩを除く運転時間（Ｔ　Ｏ＋
Ｔ　Ｊ＋Ｔ　、ｙ＋Ｔ　ｙ　）、またはプラズマ電流維
持時間Ｔ、２の間、第３図に示すように超電導エネルギ
ー貯蔵転送装置（第ｖ図のＩＯ）からボロイダル負荷Ｐ
、加熱装置負荷Ｎにそれぞれ電力供給系統一、３を介し
て電力を供給することにより、大容量の電動発電機Ｇｐ
／・・・・・・Ｇｐｎ、Ｇｎを無励磁にすることができ
る。従って、これらの電動発電機の鉄損と界磁銅損およ
びそれらの冷却に伴う風損な著しく小さくでき、従って
駆動動力を著しく低減できるのでランニングコストを大
幅に節約することができる。

第７図はこの発明で使用されかつ特願昭Ｓｔ−，２／２
！！；２号の第２図に示された超電導エネルギー貯蔵転
送装置のｍ個ＩＯを示す。図において、／ｌはエネルギ
ー貯蔵素子例えば超電導コイル、１２はこの超電導コイ
ル／ｌを充電するための変換装置であってその交流入力
側が第３図の商用電源ｌへ接続されている。１３はエネ
ルギー転送用変換器であってその交流出力側が第３図の
電力供給系統一、３へ接続されている。／Ｆはエネルギ
ー転送用変換器／３と並列接続されたバイパススイッチ
である。これらの並列接続されたエネルギー転送用変換
器１３およびバイパススイッチ／ダと変換装置／コとは
直列接続された上で超電導コイル／ｌの両端間に接続さ
れ、超電導エネルギー貯蔵転送装置１０を構成する。

次に動作について説明する。まず、バイパススイッチ／
ＦをＯＮにして、商用電源ｌから変換器＃１．２および
バイパススイッチ／９を通して超電導コイル／／に充電
する。次いでバイパススイッチ／ＦをＯＦＦ’にして、
充電された超電導コイル／ｌと商用電源／の両方から変
換装置ｌコを通してエネルギー転送用変換器／３にイン
バータ動作をさせ、電力供給系統、！、３に給電する。

尚、超電導エネルギー貯蔵転送装置の代りに数台あるボ
ロイダル電源用電動発電機の一部を使用する場合には全
台数の熱的バランスをとるために、成る時間間隔で順次
切換えて使用することも可能である。また、超電導エネ
ルギー貯蔵転送装置の代りに、電動発雷機とは別の電源
を使用しても良いことは宮うまでもない。更に、上記実
施例では超電導エネルギー貯蔵転送装置からの電力をボ
ロイダル負荷および加熱装置負荷の両方に供給する場合
について述べたが、ボロイダル負荷あるいは加熱装置負
荷の何れか一方に超電導エネルギー貯蔵転送装置からの
電力が供給さねる場合にもこの発明を適用し、所期の目
的を達成することができる。

〔発明の効果〕

以−ヒのように、この発明によれば、超電導エネルギー
貯蔵転送装置をボロイダル負荷および加熱装置負荷の少
なくとも一方に接続し小負荷の間、ボロイダル電源用電
動発電機および加熱装置電源用電動発電機の少なくとも
一方を無励磁１とするようにしたので、駆動動力を低減
できる核融合装置用電源装置が得られる。また、超電導
エネルギー貯蔵のために電気系統にじよう乱を与えるこ
とな（、エネルギーの供給が可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図は核融合装置の負荷状況を示すパターン図、第２
図は従来の核融合装置用′Ｆｆｉ源装置を示す系統図、
第３図はこの発明による核融合装置用電源装置の一実施
例を示す系統図、第９図はこの発明で使用される超電導
エネルギー貯蔵転送装置の回路図である。 ｌは商用電源、２および３は電力供給系統、Ｐはポロイ
ダル負荷、Ｎは加熱装置負荷、Ｇｐ／・・・・・・Ｇｐ
ｎはボロイダル電源用電動発電機、Ｇｎ・は加熱装置筒
１源用電動発宮機、／θは超電導エネルギー貯蔵転送装
置、／ｌは超電導コイル、ノコは超電導コイル充電用の
変換黄精行、／３はエネルギー転送用変換器、ｉｙはバ
イパススーｆツチである。 尚、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。 馬１図 昂４図 手続補正書「自発」 特許庁長官殿 １、　事件の表示 昭和ｊ９年特許願第　−２ｊｆｆ７Ａ　号２、発明の名
称 核融合装置用電源装置 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 住　所　東京都千代田区丸の内二丁目２番３号名　称　
（６０１）三菱電機株式会社 代表者　片山仁へ部 ４、代理人 住　所　東京都千代口１区丸の内二丁目４番１号丸の内
ビルディング４階 ム　補正の内容 （１）明細書第１ページ第２０行の「主なものとには、
」の記載を「主なものには、」と補正する。 （２）　明細書第一ページ第１ダ行の「加熱装置にする
」の記載を「加熱装置による」と補正する。 （３）　明細誓第弘ページ第ｉｇ行のｒＧＪの記載を「
Ｇｎ」と補正する。 ＋４１　明細書第１ページ第２０行の「Ｇｎ・は」の記
載を「Ｇｎ　は」と補正する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ボロイダル電源用電動発電機および加熱装置電源用電動
   発電機を備えた核融合装置用電源装置において、超電導
   エネルギー貯蔵転送装置をボロイダル負荷および加熱装
   置負荷の少なくとも一方に接続し、上記ボロイダル負荷
   および上記加熱装置負荷が小さい間、上記ボロイダル電
   源用電動発電機および上記加熱装置電源用電動発電機の
   少なくとも一方を無励磁にすることを特徴とした核融合
   装置用電源装置。