超電導マグネットの冷却安定化技術の研究

超导磁体冷却与稳定技术研究

• 批准号: 60050055
• 负责人: 小笠原 武
• 金额: $ 9.6万
• 依托单位: Nihon University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Fusion Research
• 财政年份: 1985
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1985 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-60050055/
• 关键词: 超電導マグネット; 冷却安定化; 超流動ヘリウム; 超臨界ヘリウム; ハイブリッド冷却; クエンチ

核融合への利用を目指す超電導マグネットの冷却に有効な方法を修得するために、He【I】、超流動ヘリウム(He【II】)、超臨界ヘリウム、固体伝導の4つの冷却について伝熱・流動特性をはじめ、クエンチ(破局的常電導転移)をトリガする擾乱の発生機構、安定作動要因の一つである電流リードの冷却に到る広範な安定化技術を総合的に研究した。1)超電導マグネットのクエンチの原因についてa)エポキシ含浸コイルb)非含浸コイルを用いHe【I】中で研究した。a)に関してはモデルコイルによる実験の結果、エポキシのひび割れの他に導体のずれもクエンチの原因となることが解った。b)に関しては、導体のずれの大きさが導体の機械的性質に大きく影響されることが解った。2)飽和・非飽和超流動ヘリウムの特長を互いに補強し、両者を同時に用いるハイブリッド冷却をホロー型導体に適用するため基礎となる伝熱特性が測られた。1気圧に加圧された非飽和液の良好な熱移送のため飽和液の比較的小さな臨界熱速値が改善され両相液の平均にまで増大した。ハイブリッドの場合小さい方の臨界値で抑えられず和で決る。3)強制冷却コイル(NbTiホロー導体、全長87m、内径3mm、ソレノイド巻数215ターン)を作成し予冷および超臨界ヘリウム冷却試験を行った。通電加熱によってクエンチの起る位置の電流および超臨界ヘリウム状態依存性を詳しく調べ、加熱量の大きいときには上流側でクエンチする危険性のあることが判明した。計算機によるシミュレーションによって。この時の超臨界ヘリウムの状態が明らかになった。4)超電導マグネット励磁用電流リードの冷却に関し、多段冷凍機による局所的予冷系をもつ冷却方式を検討した。リード材として残留低抗比の指定された銅を用いた計算結果から、少くとも2段以上の予冷をすることによって定常温度分布保持に必要な冷凍機の所要電力が、ガス冷却方式のそれに比較して半減し得ることが示唆された。

Nuclear fusion utilization refers to superconductivity, superconductivity, superfluidity, supercritical conductivity, solid conductivity, cooling, thermal conductivity, flow characteristics, etc. The research on the generation mechanism of disturbance and the main factors of stable operation (the constant conduction shift of the breakdown) is carried out. 1)The reason of superconductivity is studied in a) impregnation b) non-impregnation a) The results of the investigation, the causes of the investigation, and the reasons for the investigation. b) The mechanical properties of conductors are greatly influenced by the mechanical properties of conductors. 2)Saturation, non-saturation, high temperature, high temperature, 1. The critical thermal velocity of unsaturated liquid was improved and the average thermal velocity of unsaturated liquid was increased. The critical value of the small square in the case of the small square is determined. 3)Forced cooling test (NbTi conductor, 87m in length, 3mm in diameter, 215 mm in diameter) was conducted to prepare the cooling test and supercritical cooling test. The state dependence of the current at the starting position of the electrified heating system and the supercritical heating system shall be determined in detail. The design process of the computer is described in detail below. This time, the supercritical state is not clear. 4)Superconductivity excitation current cooling system, multi-stage refrigerator cooling system The calculation results show that the required power of the refrigerator is required for the maintenance of the steady temperature distribution, and the cooling method is compared with the calculation results of the residual low impedance ratio.

项目成果

Adv.in Cryo.Eng.31. (1986)

冷冻工程高级 31。

Proc.of Shanghai CEC. 1. (1985)

上海CEC学报。