JPS6160564B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6160564B2 JPS6160564B2 JP55181321A JP18132180A JPS6160564B2 JP S6160564 B2 JPS6160564 B2 JP S6160564B2 JP 55181321 A JP55181321 A JP 55181321A JP 18132180 A JP18132180 A JP 18132180A JP S6160564 B2 JPS6160564 B2 JP S6160564B2
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- JP
- Japan
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- coil
- coils
- toroidal
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- support
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- Expired
Links
- 230000004927 fusion Effects 0.000 claims description 6
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 4
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
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- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F6/00—Superconducting magnets; Superconducting coils
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/10—Nuclear fusion reactors
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は核融合装置の超電導トロイダルコイル
の電磁力支持構造に関するものである。
の電磁力支持構造に関するものである。
第１図に、トカマク形核融合装置の代表例を示
し、第２図、第３図に超導電トロイダルコイルの
代表例を示す。
し、第２図、第３図に超導電トロイダルコイルの
代表例を示す。
一般にトカマク形核融合装置におけるトロイダ
ルコイル１は、装置中心２に対して放射状に配置
されるため、トロイダルコイル１に生ずる電磁力
は、コイル自身をコイル半径方向に拡げようとす
る拡張力３と、ポロイダルコイル（図示せず）と
の相互作用による転倒力４が作用する。
ルコイル１は、装置中心２に対して放射状に配置
されるため、トロイダルコイル１に生ずる電磁力
は、コイル自身をコイル半径方向に拡げようとす
る拡張力３と、ポロイダルコイル（図示せず）と
の相互作用による転倒力４が作用する。
このため、拡張力３に対しては、トロイダルコ
イル１自身で支持するが、転倒力４に対してはト
ロイダルコイル間の空間に、クサビ５およびコイ
ル間サポート６を設置し、トロイダルコイル系全
体の倒れを防止する機構がとられる。従来のトロ
イダルコイルでは電磁力も小さいため、トロイダ
ルコイル１の装置中心２側のクサビ５はコイル間
に挿入されるだけで、コイル間を剛に接続する構
造ではない。又、コイル間サポート６もトロイダ
ルコイル１周方向に断続的に配置される構造であ
つた。これに対して、装置の大形化や将来の炉構
造を考えると電磁力も大きく、上記のようなコイ
ル間構造では強度的に不十分である。即ち、クサ
ビ５では、拡張力の分力である同心力７のみを支
持するだけで、拡張力負荷時に強度的に最とも厳
しいコイル中心側の引張力８に対する支持機構に
は何ら寄与しない。又、コイル間サポート６で
は、コイル周方向に断続的な設置では引張り力８
に対する支持には余り寄与しない、さらに転倒力
による曲げ、ねじりに対する剛性も小さく、支持
能力は小さい。
イル１自身で支持するが、転倒力４に対してはト
ロイダルコイル間の空間に、クサビ５およびコイ
ル間サポート６を設置し、トロイダルコイル系全
体の倒れを防止する機構がとられる。従来のトロ
イダルコイルでは電磁力も小さいため、トロイダ
ルコイル１の装置中心２側のクサビ５はコイル間
に挿入されるだけで、コイル間を剛に接続する構
造ではない。又、コイル間サポート６もトロイダ
ルコイル１周方向に断続的に配置される構造であ
つた。これに対して、装置の大形化や将来の炉構
造を考えると電磁力も大きく、上記のようなコイ
ル間構造では強度的に不十分である。即ち、クサ
ビ５では、拡張力の分力である同心力７のみを支
持するだけで、拡張力負荷時に強度的に最とも厳
しいコイル中心側の引張力８に対する支持機構に
は何ら寄与しない。又、コイル間サポート６で
は、コイル周方向に断続的な設置では引張り力８
に対する支持には余り寄与しない、さらに転倒力
による曲げ、ねじりに対する剛性も小さく、支持
能力は小さい。
しかし、従来のプラズマ実験装置から臨界実験
装置又は核融合炉のように大形装置になると、中
性粒子入射加熱装置９（以下NBIと記す）がトロ
イダルコイル１間に取りつけられ（一般に、トロ
イダルコイル１個おきに、コイル間に設置され
る）、このため、トロイダルコイル１間は、サポ
ート設置のスペースも少なくなる。
装置又は核融合炉のように大形装置になると、中
性粒子入射加熱装置９（以下NBIと記す）がトロ
イダルコイル１間に取りつけられ（一般に、トロ
イダルコイル１個おきに、コイル間に設置され
る）、このため、トロイダルコイル１間は、サポ
ート設置のスペースも少なくなる。
又、将来の炉を考えると、炉内のプラズマ容器
やブランケツト１０の分解、修理が当然予想さ
れ、この分解、修理のためのハツチ１１をNBI９
を設置するコイル間の上部に設けられるため、コ
イル間サポート設置のためのスペースが増々厳し
くなる。
やブランケツト１０の分解、修理が当然予想さ
れ、この分解、修理のためのハツチ１１をNBI９
を設置するコイル間の上部に設けられるため、コ
イル間サポート設置のためのスペースが増々厳し
くなる。
本発明は、強度的に十分なトロイダルコイルを
提供することを目的とする。
提供することを目的とする。
第４図、第５図に本発明の一実施例の構成を示
す。
す。
図に示すように、トロイダルコイル２個をコイ
ル間にクサビ５とコイル間サポート６を１体にし
て、コイル周方向全周に挿入し、導体１２を囲む
コイルHe容器１３と接続し、クサビ５およびコ
イル間サポート６を介して、２個のHe容器１３
を一体物とする構造である。
ル間にクサビ５とコイル間サポート６を１体にし
て、コイル周方向全周に挿入し、導体１２を囲む
コイルHe容器１３と接続し、クサビ５およびコ
イル間サポート６を介して、２個のHe容器１３
を一体物とする構造である。
He容器１３とクサビ５およびコイル間サポー
ト６間の接続は、図示しないキー、ボルト、溶接
等による強固な接続とする。
ト６間の接続は、図示しないキー、ボルト、溶接
等による強固な接続とする。
次に作用について説明する。
第４図、第５図において、第１図と同様、トロ
イダルコイル１に拡張力３が作用すると、コイル
内に引張り力８が生じることは従来と同様である
が、コイルと一体化されたコイル間サポート６、
クサビ５にも同様な引張力８が生じ、従つて、コ
イルに生じる引張力は従来のトロイダルコイルよ
り小さく、コイルの強度が大きくなつたことに外
ならない。これは、クサビ５、コイル間サポート
６をコイル周方向に一体化し、かつ、２個のコイ
ル間を一体化したことにより、コイルの周方向剛
性が大きくなつたためである。
イダルコイル１に拡張力３が作用すると、コイル
内に引張り力８が生じることは従来と同様である
が、コイルと一体化されたコイル間サポート６、
クサビ５にも同様な引張力８が生じ、従つて、コ
イルに生じる引張力は従来のトロイダルコイルよ
り小さく、コイルの強度が大きくなつたことに外
ならない。これは、クサビ５、コイル間サポート
６をコイル周方向に一体化し、かつ、２個のコイ
ル間を一体化したことにより、コイルの周方向剛
性が大きくなつたためである。
又、転倒力に対しては、２個のコイルが一体化
されたことで、電磁力は２倍になるが、クサビ５
およびコイル間サポート６によつてコイルの転倒
力に対する曲げ剛性は少なくとも２倍以上で普通
は８倍にはなるため、曲げ応力も小さくなる。曲
げ剛性は、コイル軸方向厚さの３乗に比例するた
めである。NBI９が設置されるコイル間は従来通
りのコイル間サポート構造となるが、NBI９の設
置されないコイル間は、本案のように、２個のコ
イルをコイル間サポートで一体化することによ
り、上記に示すように拡張力、転倒力に対して強
固な構造となる。
されたことで、電磁力は２倍になるが、クサビ５
およびコイル間サポート６によつてコイルの転倒
力に対する曲げ剛性は少なくとも２倍以上で普通
は８倍にはなるため、曲げ応力も小さくなる。曲
げ剛性は、コイル軸方向厚さの３乗に比例するた
めである。NBI９が設置されるコイル間は従来通
りのコイル間サポート構造となるが、NBI９の設
置されないコイル間は、本案のように、２個のコ
イルをコイル間サポートで一体化することによ
り、上記に示すように拡張力、転倒力に対して強
固な構造となる。
さらに、従来のようなコイルを別々な構造とす
ると、装置の中心側における各トロイダルコイル
１の設置のための調整が多くなるが、本案のよう
な２個一体化したコイル構造にすると、NBI設置
のコイル間の調整だけでよく、調整個所が半分に
なる。
ると、装置の中心側における各トロイダルコイル
１の設置のための調整が多くなるが、本案のよう
な２個一体化したコイル構造にすると、NBI設置
のコイル間の調整だけでよく、調整個所が半分に
なる。
尚、本発明は上記し、かつ図面に示した実施例
のみに限定されるものではなく、例えばコイル形
状のクサビ５、コイル間サポートをリブ構造にし
たものでもよいし、また、第６図に示すように
He容器を共通容器にした構造でもよいし、更に
また、コイルのHeの液だめのリザーバを共通に
した構造にしてもよい等、その要旨を変更しない
範囲で、種々変形して実施できることは勿論であ
る。
のみに限定されるものではなく、例えばコイル形
状のクサビ５、コイル間サポートをリブ構造にし
たものでもよいし、また、第６図に示すように
He容器を共通容器にした構造でもよいし、更に
また、コイルのHeの液だめのリザーバを共通に
した構造にしてもよい等、その要旨を変更しない
範囲で、種々変形して実施できることは勿論であ
る。
以上説明したように、トロイダルコイル構造を
本発明のような構造にすることによつて、NBI設
置や、炉内構造物の分解修理に支障を来たすこと
なく、拡張力および転倒力の電磁力に対して強度
的な強固なトロイダルコイルにすることが出来
る。
本発明のような構造にすることによつて、NBI設
置や、炉内構造物の分解修理に支障を来たすこと
なく、拡張力および転倒力の電磁力に対して強度
的な強固なトロイダルコイルにすることが出来
る。
第１図は従来のトカマク形核融合装置の要部を
示す一部断面上面図、第２図はそのトロイダルコ
イルの支持構造を示す斜視図、第３図は第２図の
−面に沿う矢視拡大断面図、第４図は本発明
のトロイダルコイルの一実施例の支持構造を示す
斜視図、第５図は第４図の−面に沿う矢視拡
大断面図、第６図は他の実施例の要部を示す断面
図である。 １……トロイダルコイル、２……装置中心、３
……拡張力、４……転倒力、５……クサビ、６…
…コイル間サポート、７……向心力、８……引張
力、９……中性粒子入射加熱装置、１０……ブラ
ンケツト、１１……ハツチ、１２……導体、１３
……He容器、１４……リザーバ。
示す一部断面上面図、第２図はそのトロイダルコ
イルの支持構造を示す斜視図、第３図は第２図の
−面に沿う矢視拡大断面図、第４図は本発明
のトロイダルコイルの一実施例の支持構造を示す
斜視図、第５図は第４図の−面に沿う矢視拡
大断面図、第６図は他の実施例の要部を示す断面
図である。 １……トロイダルコイル、２……装置中心、３
……拡張力、４……転倒力、５……クサビ、６…
…コイル間サポート、７……向心力、８……引張
力、９……中性粒子入射加熱装置、１０……ブラ
ンケツト、１１……ハツチ、１２……導体、１３
……He容器、１４……リザーバ。
Claims (1)
- １ トカマク形核融合装置の超電導トロイダルコ
イルにおいて、コイル周方向に一体化されたクサ
ビおよびコイル間サポートを介して、トーラス状
に並んだトロイダルコイル２個を接続して、一体
化させたことを特徴とする超電導トロイダルコイ
ル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55181321A JPS57106008A (en) | 1980-12-23 | 1980-12-23 | Superconducting toroidal coil |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55181321A JPS57106008A (en) | 1980-12-23 | 1980-12-23 | Superconducting toroidal coil |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57106008A JPS57106008A (en) | 1982-07-01 |
| JPS6160564B2 true JPS6160564B2 (ja) | 1986-12-22 |
Family
ID=16098630
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55181321A Granted JPS57106008A (en) | 1980-12-23 | 1980-12-23 | Superconducting toroidal coil |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57106008A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010141074A (ja) * | 2008-12-11 | 2010-06-24 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 超電導コイル装置 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6033082A (ja) * | 1983-08-03 | 1985-02-20 | 株式会社東芝 | 核融合装置 |
| JPS61139786A (ja) * | 1984-12-13 | 1986-06-27 | 株式会社東芝 | 核融合装置 |
| FR2652959B1 (fr) * | 1989-10-09 | 1993-12-17 | Gec Alsthom Sa | Dispositif de stockage electromagnetique dans des enroulements supraconducteurs en forme de tore. |
| GB2488328B (en) * | 2011-02-23 | 2014-04-09 | Siemens Plc | Superconducting electromagnets comprising coils bonded to a support structure |
| GB202007245D0 (en) * | 2020-05-15 | 2020-07-01 | Tokamak Energy Ltd | Central column of a toroidal field coil |
-
1980
- 1980-12-23 JP JP55181321A patent/JPS57106008A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010141074A (ja) * | 2008-12-11 | 2010-06-24 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 超電導コイル装置 |
| US8818471B2 (en) | 2008-12-11 | 2014-08-26 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Superconducting coil apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57106008A (en) | 1982-07-01 |
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