KR100849939B1 - Segmented control coil for plasma in tokamak - Google Patents

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KR100849939B1
KR100849939B1 KR1020070000495A KR20070000495A KR100849939B1 KR 100849939 B1 KR100849939 B1 KR 100849939B1 KR 1020070000495 A KR1020070000495 A KR 1020070000495A KR 20070000495 A KR20070000495 A KR 20070000495A KR 100849939 B1 KR100849939 B1 KR 100849939B1
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Abstract

본 발명은 토카막의 분할형 플라즈마 제어코일에 관한 것이다. 본 발명의 코일은 네 개의 세그먼트를 직렬연결하여 플라즈마의 위치제어를 수행하는 복수개의 플라즈마제어코일을 포함하며, 복수개의 플라즈마제어코일간을 상호 연결하여 플라즈마의 자장보상을 수행하는 것을 특징으로 한다. 따라서, 본 발명의 플라즈마 제어코일은 토카막내의 플라즈마를 제어하기 위한 위치제어와 자장보상을 동시에 수행할 수 있는 효과를 제공한다.The present invention relates to a split plasma control coil of Tokamak. The coil of the present invention includes a plurality of plasma control coils for performing plasma position control by connecting four segments in series, and characterized in that magnetic field compensation of plasma is performed by interconnecting a plurality of plasma control coils. Therefore, the plasma control coil of the present invention provides an effect of simultaneously performing position control and magnetic field compensation for controlling the plasma in the tokamak.

플라즈마 제어코일, 위치제어, 자장보상 Plasma control coil, position control, magnetic field compensation

Description

토카막의 분할형 플라즈마제어코일{Segmented control coil for plasma in tokamak} Segmented control coil for plasma in tokamak}

도 1은 일반적인 토카막장치의 코일의 조립상태를 보여주는 도면, 1 is a view showing an assembled state of a coil of a general tokamak device;

도 2는 본 발명에 따른 플라즈마 제어코일의 전체구성도, 2 is an overall configuration diagram of a plasma control coil according to the present invention;

도 3은 본 발명에 따른 플라즈마 제어코일의 설치상태도, 3 is an installation state of the plasma control coil according to the present invention,

도 4는 본 발명에 따른 플라즈마 제어코일의 분리사시도, 4 is an exploded perspective view of the plasma control coil according to the present invention;

도 5a는 본 발명에 따른 최상부코일의 조립상태도, Figure 5a is an assembled state of the top coil according to the present invention,

도 5b는 본 발명에 따른 최상부코일의 분리사시도.Figure 5b is an exploded perspective view of the top coil according to the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

20 : 플라즈마 제어코일 20: plasma control coil

21 : 최상부코일 22 : 상부코일 21: Top coil 22: Top coil

23 : 하부코일 24 : 최하부코일23: lower coil 24: lower coil

21A, 21B, 21C, 21D : 제 1 내지 제 4세그먼트1st to 4th segment: 21A, 21B, 21C, 21D

본 발명은 토카막의 플라즈마 제어코일에 관한 것이다. The present invention relates to a plasma control coil of a tokamak.

일반적으로, 핵융합 실험 장치인 토카막 장치는 플라즈마 상태의 수소를 강한 자기장으로 가두기 위한 토로이달 코일과, 플라즈마를 발생시키고 그 위치와 모양을 제어하기 위한 포로이달 코일들로 구성된다. 이들 대형 코일의 중량과 강한 자기장에 의한 자기력을 지지하기 위한 코일 구조물은 각 코일의 특성에 맞게 제작된다. 토카막 장치는 코일 구조물의 정밀도에 따라 조립 오차가 결정되므로 정밀도를 향상시키기 위해서는 조립의 특성을 고려하여 구조물이 제작되어야 한다.In general, a fusion experiment apparatus, a tokamak device, is composed of a toroidal coil for confining hydrogen in a plasma state to a strong magnetic field, and a poroidal coil for generating a plasma and controlling its position and shape. Coil structures for supporting the weight of these large coils and the magnetic force by the strong magnetic field are manufactured according to the characteristics of each coil. Since the assembly error is determined according to the precision of the coil structure, the structure should be manufactured in consideration of the characteristics of the assembly.

종래의 토카막 장치는 상전도 도체를 이용하여 고전류에 의한 주울열 손실로 인해 장시간 운전이 어려웠으나, 최근에는 전기적 저항이 없는 초전도 도체를 이용하여 연속적인 운전이 가능하도록 설계가 이루어지고 있다. 상전도 토카막 장치는 상온에서 운전되므로 코일 구조물의 열적 특성은 주요 고려사항이 아니며, 또한 상전도 코일은 초전도 코일과는 달리 자기력에 의한 응력으로 인해 운전 능력이 현격히 저하되지 않는 특성을 가지고 있다.       Conventional tokamak devices have been difficult to operate for a long time due to Joule heat loss due to high current by using a phase conducting conductor, but recently a design has been made to enable continuous operation using a superconducting conductor having no electrical resistance. Since the phase-conducting tokamak device is operated at room temperature, the thermal characteristics of the coil structure are not major considerations. Also, the phase-conducting coil has a characteristic that the driving ability is not significantly reduced due to the stress caused by magnetic force, unlike the superconducting coil.

도 1은 이러한 토카막장치의 코일구조물을 도시한 것이다.        Figure 1 shows a coil structure of such a tokamak device.

토카막장치(101)는 CS(Central Solenoid)코일, TF(Toroidal Field) 및 PF(Poloidal Field) 코일을 사용하여 플라즈마의 생성, 구속, 제어를 담당한다.    Tokamak device 101 is responsible for the generation, confinement, and control of the plasma using a CS (Central Solenoid) coil, TF (Toroidal Field) and PF (Poloidal Field) coil.

도 1의 토카막장치(101)는 16개의 TF(Toroidal Field)코일로 구성된 TF 구조물(107)과, 8개의 CS(Central Solenoid)코일로 구성된 CS 구조물(109)과, 6개의 PF(Poroidal Field)코일로 구성된 PF 구조물(103) 및 각 구조물을 연결하는 연결구 조물(105)로 형성된다.       The tokamak device 101 of FIG. 1 is a TF structure 107 composed of 16 TF (Toroidal Field) coils, a CS structure 109 composed of eight CS (Central Solenoid) coils, and six PF (Poroidal Field) It is formed of a PF structure 103 consisting of a coil and a connector structure 105 connecting each structure.

토카막 장치의 TF 구조물(107)은 초전도 선재를 사각형의 금속관으로 둘러싸는 방식인 관내 연선도체(CICC)로 만든 후 그 도체를 와인더 장비로 D 형으로 감아 만든 토로이달코일을 포함하며, 이러한 D형상의 코일이 16 개 조립되어 이루어진다.       The TF structure 107 of the tokamak device includes a toroidal coil made of an in-line stranded conductor (CICC), a method of enclosing a superconducting wire with a rectangular metal tube, and then winding the conductor in a D-shape with a winder. 16 coils of the shape are assembled.

이 관내연선도체로 초임계 액체헬륨을 약 5 기압의 압력으로 흘려보내 초전도 선재를 극저온으로 냉각하면 초전도 코일이 된다. 여기에 약 35 kA 직류전류를 흘리면 자기장의 세기는 최대 7.2T가 되고 그 자기장에 의해 플라즈마는 토카막 속에 갇히게 된다.        The supercritical liquid helium is flowed through the in-pipe twisted conductor at a pressure of about 5 atm, and the superconducting wire is cooled to cryogenic temperature to become a superconducting coil. When a 35 kA direct current is applied to it, the magnetic field strength becomes maximum 7.2T, and the magnetic field traps the plasma in the tokamak.

토카막장치(101)는 연속적으로 토로이달 자기장을 형성시키는 TF 코일을 포함하는 TF 구조물(107)과 포로이달 자기장을 급격히 변화시켜 플라즈마를 생성하고 위치와 형상을 제어하는 CS코일을 갖는 CS 구조물(109), 및 포로이달 코일을 포함하는 PF구조물(103)로 자석시스템을 구성한다.        The tokamak device 101 is a TF structure 107 including a TF coil to continuously form a toroidal magnetic field and a CS structure 109 having a CS coil for rapidly changing the poroidal magnetic field to generate a plasma and control the position and shape And the PF structure 103 including the poroid coil.

CS 코일을 포함하는 CS 구조물(105)은 토카막 장치의 중심에 있고, PF 코일을 갖는 PF 구조물(20)은 외곽을 둘러싸면서 상하 대칭으로 3 쌍이 있으며, 플라즈마가 가두어 지는 진공용기가 D형상의 TF 구조물(107)의 내부 공간에 도너스 형태로 구성되어 있다.       The CS structure 105 including the CS coil is located in the center of the tokamak device, and the PF structure 20 having the PF coil has three pairs of symmetrical top and bottom symmetry, and the vacuum vessel in which the plasma is confined has a D-shaped TF. The inner space of the structure 107 is configured in a donor form.

TF 구조물(107)로 내설되는 TF 코일은 약 35kA의 직류전류로 운전하게 되며, 상기 CS 코일과 PF 코일은 최대 8kA/sec 전류 변화를 가지는 펄스운전을 하며 약 ± 20kA 까지 전류가 충방전 되며, 상호 자장변화에 의한 기전력을 진공용기 내부에 발생시켜 플라즈마를 생성하고 플라즈마 전류와 TF 자장과 함께 플라즈마를 구속시키는 역할을 수행한다.       The TF coil built into the TF structure 107 operates with a DC current of about 35 kA, and the CS coil and the PF coil perform pulse operation having a maximum current change of 8 kA / sec, and the current is charged and discharged to about ± 20 kA. The electromotive force generated by the mutual magnetic field change is generated inside the vacuum chamber to generate plasma, and constrain the plasma along with the plasma current and the TF magnetic field.

이러한 토카막장치의 가장 큰 물리적 관심은 플라즈마의 불안정성이다. 이러한 토카막장치는 구속되는 플라즈마의 불안정성을 제어하기 위한 플라즈마 제어코일을 함께 설치한다. 플라즈마 제어코일은 플라즈마의 수직, 반경 방향으로의 이동 등을 제어할 목적으로 설치되는 플라즈마 위치제어코일과 토카막을 이루고 있는 각종 전자석의 불규칙성으로 인하여 발생되는 에러자기장을 보상하기 위한 자장보상코일로 구성된다.        The biggest physical concern of these Tokamak devices is the instability of the plasma. The tokamak device is provided with a plasma control coil for controlling the instability of the plasma being constrained. The plasma control coil is composed of a plasma position control coil installed for the purpose of controlling the movement of the plasma in the vertical and radial directions, and a magnetic field compensation coil to compensate for the error magnetic field generated by irregularities of various electromagnets forming the toka film. .

위치제어코일은 진공용기 내부에 진공용기 둘레방향으로 원형코일을 설치하여 플라즈마 위치제어를 수행하며, 자장보상코일은 진공용기 내부 또는 외부에 말안장 형태의 코일(saddle coil)을 토카막 장치의 상중하에 설치하여 에러 자장을 보상하도록 한다.        The position control coil performs plasma position control by installing a circular coil in the vacuum container circumferential direction, and the magnetic field compensation coil has a saddle-shaped coil inside or outside the vacuum container at the top and bottom of the tokamak device. Install to compensate for error magnetic fields.

하지만 이러한 종래의 플라즈마 제어코일은 진공용기 내부에 설치될 위치 제어코일의 경우 토카막장치가 제작 완료되기 전에 진공용기 내부에 제작 및 설치되어야하며, 자장보상코일은 위치제어코일과 별도로 제작 및 설치되어야하므로 제작 및 설치가 용이하지 않았으며, 토카막장치가 완료된 이후에는 플라즈마 제어코일의 설치자체가 매우 어려운 문제점을 지니고 있었다.       However, such a conventional plasma control coil should be manufactured and installed inside the vacuum container before the tokamak device is completed in the case of the position control coil to be installed inside the vacuum container, and the magnetic field compensation coil should be manufactured and installed separately from the position control coil. Fabrication and installation were not easy, and after the completion of the tokamak device, the installation of the plasma control coil itself had a very difficult problem.

따라서, 본 발명의 목적은 전술한 문제점을 해결할 수 있도록 16개의 세그먼 트로 이루어진 제어코일을 제안하여 포트를 통한 설치가 용이하며 각 세그먼트는 진공용기 내부에 연결부위가 없으므로 구조적으로 튼튼하며 외부에 전기적 결선을 통하여 플라즈마의 위치제어는 물론 자장보상을 동시에 수행할 수 있는 토카막의 분할형 플라즈마 제어코일을 제공함에 있다. Therefore, the object of the present invention proposes a control coil consisting of 16 segments to solve the above-mentioned problems, and is easy to install through the port, each segment is structurally strong and there is no electrical connection to the outside of the vacuum vessel The present invention provides a split plasma control coil of Tokamak which can perform the position control of the plasma and the magnetic field compensation at the same time through the wiring.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 토카막의 플라즈마 제어코일에 있어서, 토카막의 플라즈마 제어코일에 있어서, 네 개의 세그먼트를 직렬연결하여 플라즈마의 위치제어를 수행하는 복수개의 플라즈마제어코일을 포함하며, 복수개의 플라즈마제어코일들을 상호 연결하여 플라즈마의 자장보상을 수행하는 것을 특징으로 한다. In the plasma control coil of the Tokamak according to the present invention for achieving the above object, in the plasma control coil of the Tokamak, comprising a plurality of plasma control coils to perform the position control of the plasma by connecting four segments in series, Magnetic field compensation of the plasma is performed by interconnecting a plurality of plasma control coils.

또한, 복수개의 플라즈마제어코일은 상기 토카막장치의 외부로 네 개의 포트를 통해 코일리드내부의 리드선에 의해 연결되는 것을 특징으로 한다. In addition, the plurality of plasma control coils may be connected to the outside of the tokamak apparatus by lead wires inside the coil leads through four ports.

또한, 복수개의 플라즈마제어코일은 네 개의 세그먼트를 직렬연결하여 플라즈마의 위치제어를 수행하는 제 1플라즈마제어코일과, 제 1플라즈마제어코일의 하부에 설치하며, 네 개의 세그먼트를 직렬연결하여 플라즈마의 위치제어를 수행하는 제 2플라즈마제어코일과, 제 2플라즈마제어코일의 하부에 설치하며, 네 개의 세그먼트를 직렬연결하여 플라즈마의 위치제어를 수행하는 제 3플라즈마제어코일, 및 제 3플라즈마제어코일의 하부에 설치하며, 네 개의 세그먼트를 직렬연결하여 플라즈마의 위치제어를 수행하는 제 4플라즈마제어코일을 포함하는 것을 특징으로 한 다. In addition, the plurality of plasma control coils are provided in the lower part of the first plasma control coil and the first plasma control coil to perform the position control of the plasma by connecting the four segments in series, the position of the plasma by connecting the four segments in series The second plasma control coil to perform the control, the third plasma control coil is installed in the lower portion of the second plasma control coil, the four plasma control unit to perform the position control of the plasma by connecting the four segments in series, and the lower portion of the third plasma control coil And a fourth plasma control coil configured to connect four segments in series to perform plasma position control.

또한, 제 1플라즈마제어코일은 플라즈마의 수직 위치제어를 수행하는 것을 특징으로 한다. In addition, the first plasma control coil is characterized in that the vertical position control of the plasma.

또한, 제 4플라즈마제어코일은 플라즈마의 수직 위치제어를 수행하는 것을 특징으로 한다. In addition, the fourth plasma control coil is characterized in that the vertical position control of the plasma.

또한, 제 2플라즈마제어코일은 플라즈마의 수평 위치제어를 수행하는 것을 특징으로 한다. In addition, the second plasma control coil is characterized in that to perform the horizontal position control of the plasma.

또한, 제 3플라즈마제어코일은 플라즈마의 수평 위치제어를 수행하는 것을 특징으로 한다. In addition, the third plasma control coil is characterized in that to perform the horizontal position control of the plasma.

또한, 제 1플라즈마제어코일과 제 2플라즈마제어코일을 연결하여 각 세그먼트별 4개의 상층 자장보상코일을 형성하는 것을 특징으로 한다. In addition, the first plasma control coil and the second plasma control coil are connected to form four upper magnetic field compensation coils for each segment.

또한, 제 2플라즈마제어코일과 제 3플라즈마제어코일을 연결하여 각 세그먼트별 4개의 중앙 자장보상코일을 형성하는 것을 특징으로 한다. In addition, the second plasma control coil and the third plasma control coil are connected to form four central magnetic field compensation coils for each segment.

또한, 제 3플라즈마제어코일과 제 4플라즈마제어코일을 연결하여 각 세그먼트별 4개의 하층 자장보상코일을 형성하는 것을 특징으로 한다. In addition, the fourth plasma control coil and the fourth plasma control coil are connected to form four lower magnetic field compensation coils for each segment.

본 발명에 따른 토카막의 플라즈마 제어코일에 있어서, 네 개의 세그먼트를 직렬연결하여 플라즈마의 위치제어를 수행하는 제 1플라즈마제어코일과, 제 1플라즈마제어코일의 하부에 설치하며, 네 개의 세그먼트를 직렬연결하여 플라즈마의 위치제어를 수행하는 제 2플라즈마제어코일과, 제 2플라즈마제어코일의 하부에 설치하며, 네 개의 세그먼트를 직렬연결하여 플라즈마의 위치제어를 수행하는 제 3플라 즈마제어코일, 및 제 3플라즈마제어코일의 하부에 설치하며, 네 개의 세그먼트를 직렬연결하여 플라즈마의 위치제어를 수행하는 제 4플라즈마제어코일을 포함하며, 제 1내지 제 4플라즈마 제어코일간을 상호 연결하여 플라즈마의 자장보상을 수행하는 것을 특징으로 한다. In the plasma control coil of the Tokamak according to the present invention, the four plasma control coils are connected in series to perform plasma position control, and the first plasma control coil is installed below the first plasma control coil, and the four segments are connected in series. And a third plasma control coil for controlling the position of the plasma, a third plasma control coil installed under the second plasma control coil, and connected to four segments in series to perform the position control of the plasma. It is installed in the lower part of the plasma control coil, and includes a fourth plasma control coil for controlling the position of the plasma by connecting four segments in series, and the magnetic field compensation of the plasma is connected by interconnecting the first to fourth plasma control coil. It is characterized by performing.

이하, 첨부한 도 2 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 기술하기로 한다. Hereinafter, with reference to the accompanying Figures 2 to 5 will be described in detail a preferred embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 플라즈마 제어코일을 보여주는 도면이다. 2 is a view showing a plasma control coil according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참고하면, 플라즈마 제어코일(20)은 최상부코일(21)과 상부코일(22)과 하부코일(23), 및 최하부코일(24)로 이루어진다. Referring to FIG. 2, the plasma control coil 20 includes an uppermost coil 21, an upper coil 22, a lower coil 23, and a lower coil 24.

각 코일(21, 22, 23, 24)은 4개씩의 세그먼트(도 5b참조)로 연결되어, 플라즈마 제어코일(20)은 총 16개의 세그먼트로 형성한다. 이는 이하 도 4 및 도 5를 참고하여 하기에서 상세히 도시하여 설명한다. Each coil 21, 22, 23, 24 is connected to four segments (see Fig. 5b), the plasma control coil 20 is formed of a total of 16 segments. This will be described in detail below with reference to FIGS. 4 and 5.

도 2에서 도시한 네 개의 코일(21, 22, 23, 24)의 리드선을 직렬로 연결하여 플라즈마의 위치제어로 사용하거나 위아래로 연결하여 플라즈마의 자장보상으로 사용한다. The lead wires of the four coils 21, 22, 23, and 24 shown in FIG. 2 are connected in series to be used as the position control of the plasma or to be connected up and down to use the magnetic field compensation of the plasma.

즉, 도 2에 직렬연결 리드선을 참고하면, 최상부코일(21)은 4개의 세그먼트를 직렬로 연결하여 수직의 위치제어코일로 사용한다. 마찬가지로 상부코일(22)과 하부코일(23) 및 최하부코일(24)도 4개의 세그먼트를 직렬로 연결하면 위치제어코일로 사용이 가능하다. 여기서 최상부코일(21)과 최하부코일(24)은 직렬로 연결하 여 수직의 위치제어코일로 사용하고, 상부코일(22)과 하부코일(23)은 직렬로 연결하여 수평의 위치제어코일로 사용한다. That is, referring to the series connection lead wire in FIG. 2, the uppermost coil 21 connects four segments in series and uses the vertical position control coil. Likewise, the upper coil 22, the lower coil 23, and the lower coil 24 may also be used as position control coils by connecting four segments in series. Here, the upper coil 21 and the lower coil 24 are connected in series and used as vertical position control coils, and the upper coil 22 and lower coil 23 are connected in series and used as horizontal position control coils. do.

또한, 도 2의 위아래연결 리드선을 참고하면, 최상부코일(21)과 상부코일(22)을 위아래연결 리드선으로 연결하면 상층 자장보상코일로 사용되며, 각 세그먼트별로 4개의 상층 자장보상코일이 된다. 또한, 최하부코일(24)과 하부코일(23)을 위아래연결 리드선으로 연결하면 하층 자장보상코일로 사용되며, 각 세그먼트별로 4개의 하층 자장보상코일이 된다. 한편, 상부코일(22)과 하부코일(23)을 위아래연결 리드선으로 연결하면 중앙 자장보상코일로 사용되며, 각 세그먼트별로 4개의 중앙 자장보상코일이 된다. In addition, referring to the up and down connecting lead wire of Figure 2, when the upper coil 21 and the upper coil 22 is connected to the upper and lower connecting lead wire is used as the upper magnetic field compensation coil, it becomes four upper magnetic field compensation coil for each segment. In addition, when the lower coil 24 and the lower coil 23 are connected with the upper and lower connection leads, the lower coil 24 is used as the lower magnetic field compensation coil, and each of the four lower magnetic field compensation coils is used. On the other hand, when the upper coil 22 and the lower coil 23 is connected by the upper and lower connection lead wire is used as a central magnetic field compensation coil, it becomes four central magnetic field compensation coil for each segment.

이렇게 하여 위치제어코일은 4개가 되고, 자장보상코일은 최상 자장보상코일 4개와 최하 자장보상코일 4개, 및 중앙 자장보상코일 4개로 총 12개가 된다. 따라서, 위치제어코일 4개와 자장보상코일 12개로 총 16개의 분할형 플라즈마 제어코일이 완성된다. In this way, there are four position control coils, and the total magnetic compensation coils are four, four magnetic field compensation coils, four magnetic field compensation coils, and four central magnetic field compensation coils. Therefore, a total of 16 split plasma control coils are completed, with four position control coils and twelve magnetic field compensation coils.

최상부코일(21)과 상부코일(22)과 하부코일(23), 및 최하부코일(24)은 4개의 포트를 가지며, 이 포트를 통해 토카막장치가 건설 완료된 이후에도 설치가 가능하여 플라즈마 제어코일의 제작 및 설치가 용이하다. 또한, 이러한 플라즈마 제어코일은 토카막장치 내부에서는 연결부위가 전혀 없고 외부에서 전기적 결선을 통하여 형성되므로 구조적으로도 튼튼하다. 이러한 설치구조는 이하의 도 3에서 상세히 설명한다. The uppermost coil 21, the upper coil 22, the lower coil 23, and the lower coil 24 have four ports, and through this port, installation is possible even after the construction of the tokamak device is completed, thereby manufacturing the plasma control coil. And easy to install. In addition, such a plasma control coil is structurally strong because there is no connection part inside the tokamak device and is formed through an electrical connection from the outside. This installation structure will be described in detail with reference to FIG. 3 below.

이렇게 하여 토카막장치에 설치된 상태를 도 3에 도시한다. In this way, the state installed in the tokamak apparatus is shown in FIG.

도 3은 본 발명에 따른 플라즈마 제어코일의 설치상태도이다. 3 is an installation state diagram of the plasma control coil according to the present invention.

도 3을 참고하면, 토카막장치의 내부로 플라즈마 제어코일(20)이 설치되어있으며, 토카막장치의 외부에 이러한 네 개의 포트를 통하여 설치된 상태를 보여준다. Referring to Figure 3, the plasma control coil 20 is installed in the interior of the tokamak device, and shows the state installed through these four ports on the outside of the tokamak device.

각 포트에는 코일리드가 보이며 그 코일리드의 단면도를 부분확대도로 도시한다. Coil leads are shown in each port and a cross-sectional view of the coil leads is shown in a partially enlarged view.

도 3의 확대된 부분을 보면, 최상부코일(21)과 상부코일(22)의 코일리드의 단면을 보여준다. 코일리드의 내부에는 8개로 분할된 공간에 8개의 리드선이 구비된다. 이러한 직렬연결 리드선과 위아래연결 리드선을 연결하여 위치제어와 자장보상코일로 사용한다. 3, the cross section of the coil lead of the uppermost coil 21 and the upper coil 22 is shown. In the coil lead, eight lead wires are provided in eight divided spaces. This series connection lead and up and down connection lead are connected and used as position control and magnetic field compensation coil.

도 4는 본 발명에 따른 플라즈마 제어코일의 분리사시도이다. 4 is an exploded perspective view of the plasma control coil according to the present invention.

도 4를 참고하면, 플라즈마제어코일은 가장 최상부에 최상부코일(21)과 그아래로 순차적으로 상부코일(22)과 하부코일(23), 및 최하부코일(24)로 이루어진다. 최상부코일(21)은 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같다. Referring to FIG. 4, the plasma control coil includes a top coil 21, a top coil 22, a bottom coil 23, and a bottom coil 24 sequentially at the top thereof. The top coil 21 is as shown in Figs. 5A and 5B.

도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 최상부코일(21)은 네 개의 세그먼트로 구성된다. 즉, 최상부코일(21)는 제 1 내지 제 4세그먼트(21A, 21B, 21C, 21D)가 결합하여 형성한다. 이러한 제 1내지 제 4세그먼트(21A, 21B, 21C, 21D)는 양쪽에 각각 코일리드를 갖으며 각 코일리드를 인접하게 하여 직렬연결 리드선을 연결하여 최상부코일(21)을 형성한다. As shown in Figs. 5A and 5B, the top coil 21 is composed of four segments. That is, the uppermost coil 21 is formed by combining the first to fourth segments 21A, 21B, 21C, and 21D. The first to fourth segments 21A, 21B, 21C, and 21D have coil leads on both sides thereof, and adjacent coil leads are adjacent to each other to connect a series connection lead to form a top coil 21.

따라서, 본 발명의 플라즈마 제어코일은 토카막내의 플라즈마를 제어하기 위한 위치제어와 자장보상을 동시에 수행할 수 있다. 또한, 토카막 내부로는 연결부위가 필요 없이 외부의 포트를 통해 연결하므로 안정적인 구조를 갖으며 토카막내의 설치 및 제작이 용이한 효과를 제공한다. Therefore, the plasma control coil of the present invention can simultaneously perform position control and magnetic field compensation for controlling the plasma in the tokamak. In addition, since the interior of the tokamak is connected through an external port without the need for a connection portion, the tokamak has a stable structure and provides an effect of easy installation and manufacturing in the tokamak.

Claims (18)

토카막의 플라즈마 제어코일에 있어서, In the plasma control coil of Tokamak, 네 개의 세그먼트를 직렬연결하여 플라즈마의 위치제어를 수행하는 복수개의 플라즈마제어코일을 포함하며, It includes a plurality of plasma control coils to perform the position control of the plasma by connecting four segments in series, 상기 복수개의 플라즈마제어코일간을 상호 연결하여 플라즈마의 자장보상을 수행하는 것을 특징으로 하는 토카막의 분할형 플라즈마 제어코일.Split plasma control coil of Tokamak, characterized in that for performing the magnetic field compensation of the plasma by interconnecting the plurality of plasma control coil days. 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 복수개의 플라즈마제어코일은The plurality of plasma control coils 상기 토카막장치의 외부로 네 개의 포트를 통해 코일리드내부의 리드선에 의해 연결되는 것을 특징으로 하는 토카막의 분할형 플라즈마 제어코일.Tokamak split type plasma control coil, characterized in that connected to the outside of the tokamak device through a lead wire inside the coil lead through four ports. 제 2항에 있어서, The method of claim 2, 상기 복수개의 플라즈마제어코일은 The plurality of plasma control coils 네 개의 세그먼트를 직렬연결하여 플라즈마의 위치제어를 수행하는 제 1플라즈마제어코일;A first plasma control coil which connects four segments in series to perform plasma position control; 상기 제 1플라즈마제어코일의 하부에 설치하며, 네 개의 세그먼트를 직렬연 결하여 플라즈마의 위치제어를 수행하는 제 2플라즈마제어코일;A second plasma control coil installed at a lower portion of the first plasma control coil and configured to control plasma position by connecting four segments in series; 상기 제 2플라즈마제어코일의 하부에 설치하며, 네 개의 세그먼트를 직렬연결하여 플라즈마의 위치제어를 수행하는 제 3플라즈마제어코일; 및 A third plasma control coil installed under the second plasma control coil and configured to control the position of the plasma by connecting four segments in series; And 상기 제 3플라즈마제어코일의 하부에 설치하며, 네 개의 세그먼트를 직렬연결하여 플라즈마의 위치제어를 수행하는 제 4플라즈마제어코일을 포함하는 것을 특징으로 하는 토카막의 분할형 플라즈마 제어코일.And a fourth plasma control coil installed below the third plasma control coil and configured to control the position of the plasma by connecting four segments in series. 제 3항에 있어서, The method of claim 3, wherein 상기 제 1플라즈마제어코일은 The first plasma control coil 플라즈마의 수직 위치제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 토카막의 분할형 플라즈마 제어코일.A split plasma control coil of Tokamak, characterized in that to perform vertical position control of the plasma. 제 3항에 있어서, The method of claim 3, wherein 상기 제 4플라즈마제어코일은 The fourth plasma control coil 플라즈마의 수직 위치제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 토카막의 분할형 플라즈마 제어코일.A split plasma control coil of Tokamak, characterized in that to perform vertical position control of the plasma. 제 3항에 있어서, The method of claim 3, wherein 상기 제 2플라즈마제어코일은 The second plasma control coil 플라즈마의 수평 위치제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 토카막의 분할형 플라즈마 제어코일.A split plasma control coil of Tokamak, characterized by performing horizontal positioning control of plasma. 제 3항에 있어서, The method of claim 3, wherein 상기 제 3플라즈마제어코일은 The third plasma control coil 플라즈마의 수평 위치제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 토카막의 분할형 플라즈마 제어코일.A split plasma control coil of Tokamak, characterized by performing horizontal positioning control of plasma. 제 3항에 있어서, The method of claim 3, wherein 상기 제 1플라즈마제어코일과 제 2플라즈마제어코일을 연결하여 각 세그먼트별 4개의 상층 자장보상코일을 형성하는 것을 특징으로 하는 토카막의 분할형 플라즈마 제어코일. The first plasma control coil and the second plasma control coil are connected to each other to form four upper magnetic field compensation coils for each segment. 제 3항에 있어서, The method of claim 3, wherein 상기 제 2플라즈마제어코일과 제 3플라즈마제어코일을 연결하여 각 세그먼트 별 4개의 중앙 자장보상코일을 형성하는 것을 특징으로 하는 토카막의 분할형 플라즈마 제어코일. And the central plasma compensation coil of each segment by connecting the second plasma control coil and the third plasma control coil to form four central magnetic field compensation coils. 제 3항에 있어서, The method of claim 3, wherein 상기 제 3플라즈마제어코일과 제 4플라즈마제어코일을 연결하여 각 세그먼트별 4개의 하층 자장보상코일을 형성하는 것을 특징으로 하는 토카막의 분할형 플라즈마 제어코일. 4. The split plasma control coil of Tokamak, wherein the third plasma control coil and the fourth plasma control coil are connected to form four lower magnetic field compensation coils for each segment. 토카막의 플라즈마 제어코일에 있어서, In the plasma control coil of Tokamak, 네 개의 세그먼트를 직렬연결하여 플라즈마의 위치제어를 수행하는 제 1플라즈마제어코일;A first plasma control coil which connects four segments in series to perform plasma position control; 상기 제 1플라즈마제어코일의 하부에 설치하며, 네 개의 세그먼트를 직렬연결하여 플라즈마의 위치제어를 수행하는 제 2플라즈마제어코일;A second plasma control coil installed under the first plasma control coil and configured to control plasma position by connecting four segments in series; 상기 제 2플라즈마제어코일의 하부에 설치하며, 네 개의 세그먼트를 직렬연결하여 플라즈마의 위치제어를 수행하는 제 3플라즈마제어코일; 및 A third plasma control coil installed under the second plasma control coil and configured to control the position of the plasma by connecting four segments in series; And 상기 제 3플라즈마제어코일의 하부에 설치하며, 네 개의 세그먼트를 직렬연결하여 플라즈마의 위치제어를 수행하는 제 4플라즈마제어코일을 포함하며, A fourth plasma control coil installed below the third plasma control coil and configured to control the position of the plasma by connecting four segments in series; 상기 제 1내지 제 4플라즈마 제어코일간을 상호 연결하여 플라즈마의 자장보 상을 수행하는 것을 특징으로 하는 토카막의 분할형 플라즈마 제어코일.Split plasma control coil of Tokamak, characterized in that the magnetic field compensation of the plasma is performed by interconnecting the first to fourth plasma control coil. 제 11항에 있어서, The method of claim 11, 상기 제 1플라즈마제어코일은 The first plasma control coil 플라즈마의 수직 위치제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 토카막의 분할형 플라즈마 제어코일.A split plasma control coil of Tokamak, characterized in that to perform vertical position control of the plasma. 제 11항에 있어서, The method of claim 11, 상기 제 4플라즈마제어코일은 The fourth plasma control coil 플라즈마의 수직 위치제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 토카막의 분할형 플라즈마 제어코일.A split plasma control coil of Tokamak, characterized in that to perform vertical position control of the plasma. 제 11항에 있어서, The method of claim 11, 상기 제 2플라즈마제어코일은 The second plasma control coil 플라즈마의 수평 위치제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 토카막의 분할형 플라즈마 제어코일.A split plasma control coil of Tokamak, characterized by performing horizontal positioning control of plasma. 제 11항에 있어서, The method of claim 11, 상기 제 3플라즈마제어코일은 The third plasma control coil 플라즈마의 수평 위치제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 토카막의 분할형 플라즈마 제어코일.A split plasma control coil of Tokamak, characterized by performing horizontal positioning control of plasma. 제 11항에 있어서, The method of claim 11, 상기 제 1플라즈마제어코일과 제 2플라즈마제어코일을 연결하여 각 세그먼트별 4개의 상층 자장보상코일을 형성하는 것을 특징으로 하는 토카막의 분할형 플라즈마 제어코일. The first plasma control coil and the second plasma control coil are connected to each other to form four upper magnetic field compensation coils for each segment. 제 11항에 있어서, The method of claim 11, 상기 제 2플라즈마제어코일과 제 3플라즈마제어코일을 연결하여 각 세그먼트별 4개의 중앙 자장보상코일을 형성하는 것을 특징으로 하는 토카막의 분할형 플라즈마 제어코일. A split plasma control coil of Tokamak, wherein the second plasma control coil and the third plasma control coil are connected to form four central magnetic field compensation coils for each segment. 제 11항에 있어서, The method of claim 11, 상기 제 3플라즈마제어코일과 제 4플라즈마제어코일을 연결하여 각 세그먼트별 4개의 하층 자장보상코일을 형성하는 것을 특징으로 하는 토카막의 분할형 플라즈마 제어코일. 4. The split plasma control coil of Tokamak, wherein the third plasma control coil and the fourth plasma control coil are connected to form four lower magnetic field compensation coils for each segment.
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