JPH06347575A - 超電導コイルのクエンチ保護付き磁場発生装置およびクエンチ保護コイル - Google Patents
超電導コイルのクエンチ保護付き磁場発生装置およびクエンチ保護コイルInfo
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- JPH06347575A JPH06347575A JP5134701A JP13470193A JPH06347575A JP H06347575 A JPH06347575 A JP H06347575A JP 5134701 A JP5134701 A JP 5134701A JP 13470193 A JP13470193 A JP 13470193A JP H06347575 A JPH06347575 A JP H06347575A
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- superconducting coil
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- 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
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 磁気結合を有する複数の超電導コイルを有す
る磁場発生装置において、超電導コイルでクエンチが発
生したとき、可能な限り磁場を制御しつつクエンチが発
生した超電導コイルのみ安全に停止させるクエンチ保護
手段を設けた磁場発生装置および当該クエンチ保護に用
いられるコイルを提供する。 【構成】 超電導コイル１１でクエンチが発生したと
き、遮断器１４を開成し、抵抗１５を介して供給電流を
減衰させる。一方、投入器１６を閉成して、超電導コイ
ル１１と磁気的にほぼ完全結合された保護用常電導コイ
ル１２により、クエンチ発生時に超電導コイル１１に流
れていた電流を転流させて、保護抵抗１７で減衰させ
る。
る磁場発生装置において、超電導コイルでクエンチが発
生したとき、可能な限り磁場を制御しつつクエンチが発
生した超電導コイルのみ安全に停止させるクエンチ保護
手段を設けた磁場発生装置および当該クエンチ保護に用
いられるコイルを提供する。 【構成】 超電導コイル１１でクエンチが発生したと
き、遮断器１４を開成し、抵抗１５を介して供給電流を
減衰させる。一方、投入器１６を閉成して、超電導コイ
ル１１と磁気的にほぼ完全結合された保護用常電導コイ
ル１２により、クエンチ発生時に超電導コイル１１に流
れていた電流を転流させて、保護抵抗１７で減衰させ
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、磁気結合を有する複数
の超電導コイルを有する磁場発生装置のクエンチ保護に
関する。本発明のクエンチ保護手段は、磁場閉じ込め方
式による核融合実験装置、磁場中で荷電粒子を加速する
加速器、あるいは、例えば医療用ＭＲＩで使用のクエン
チ保護を必要とする超電導コイルの応用機器等の、強力
な磁場を発生・利用する分野もしくは機器において利用
されるものである。
の超電導コイルを有する磁場発生装置のクエンチ保護に
関する。本発明のクエンチ保護手段は、磁場閉じ込め方
式による核融合実験装置、磁場中で荷電粒子を加速する
加速器、あるいは、例えば医療用ＭＲＩで使用のクエン
チ保護を必要とする超電導コイルの応用機器等の、強力
な磁場を発生・利用する分野もしくは機器において利用
されるものである。
【０００２】
【従来の技術】磁気結合を有する多数の超電導コイルを
用いた磁場発生装置においては、従来はいずれかの超電
導コイルでクエンチ（超電導状態を維持できなくなるこ
と）が発生した場合、全ての超電導コイルの電流を急速
に減少させていた。多くの場合には、電流遮断器と抵抗
の組合せで電流を減衰させていた。その理由は、クエン
チが発生した超電導コイルのみ減衰させると、磁気誘導
によって他の健全な超電導コイルの電流を増大させ、ひ
いては当該他の健全な超電導コイルの臨界電流密度を越
える危険があり、クエンチが当該他の健全な超電導コイ
ルに順次波及していくのを、未然に防止する必要があっ
たからである。
用いた磁場発生装置においては、従来はいずれかの超電
導コイルでクエンチ（超電導状態を維持できなくなるこ
と）が発生した場合、全ての超電導コイルの電流を急速
に減少させていた。多くの場合には、電流遮断器と抵抗
の組合せで電流を減衰させていた。その理由は、クエン
チが発生した超電導コイルのみ減衰させると、磁気誘導
によって他の健全な超電導コイルの電流を増大させ、ひ
いては当該他の健全な超電導コイルの臨界電流密度を越
える危険があり、クエンチが当該他の健全な超電導コイ
ルに順次波及していくのを、未然に防止する必要があっ
たからである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、例えばトカ
マク型核融合装置では、超電導コイルによって発生させ
た磁場を微妙に制御することにより、真空容器中にプラ
ズマを安定に閉じ込めており、全ての超電導コイル電流
を同時に電流遮断器と抵抗の組合せによって減少させる
ことは、その制御を完全に放棄することを意味する。即
ち、プラズマは安全な位置形状を維持することが困難に
なり、真空容器壁に接触して異常消滅することを免れな
くなる。従って、プラズマ消滅に伴う誘導電流が真空容
器に流れ、発生する電磁力は真空容器の寿命を著しく低
下させる結果となる。
マク型核融合装置では、超電導コイルによって発生させ
た磁場を微妙に制御することにより、真空容器中にプラ
ズマを安定に閉じ込めており、全ての超電導コイル電流
を同時に電流遮断器と抵抗の組合せによって減少させる
ことは、その制御を完全に放棄することを意味する。即
ち、プラズマは安全な位置形状を維持することが困難に
なり、真空容器壁に接触して異常消滅することを免れな
くなる。従って、プラズマ消滅に伴う誘導電流が真空容
器に流れ、発生する電磁力は真空容器の寿命を著しく低
下させる結果となる。
【０００４】従って、本発明の目的は、磁気結合を有す
る複数の超電導コイルを有する磁場発生装置において、
超電導コイルでクエンチが発生したとき、可能な限り磁
場を制御しつつクエンチが発生した超電導コイルのみ安
全に停止させるクエンチ保護手段を設けた磁場発生装置
および当該クエンチ保護に用いられるコイルを提供する
ことにある。
る複数の超電導コイルを有する磁場発生装置において、
超電導コイルでクエンチが発生したとき、可能な限り磁
場を制御しつつクエンチが発生した超電導コイルのみ安
全に停止させるクエンチ保護手段を設けた磁場発生装置
および当該クエンチ保護に用いられるコイルを提供する
ことにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のクエンチ保護用常電導コイルは、常電導性
であって、かつ磁気結合を有する複数の超電導コイルを
有する磁場発生装置において、前記超電導コイルでクエ
ンチが発生したとき、当該クエンチが発生した超電導コ
イルに流れる電流を急速に減衰させる系に当該電流を転
流させるため、前記超電導コイルに対して、それと他の
前記超電導コイルとの磁気的結合より密に磁気的に結合
されるように配設されていることを特徴とする。
に、本発明のクエンチ保護用常電導コイルは、常電導性
であって、かつ磁気結合を有する複数の超電導コイルを
有する磁場発生装置において、前記超電導コイルでクエ
ンチが発生したとき、当該クエンチが発生した超電導コ
イルに流れる電流を急速に減衰させる系に当該電流を転
流させるため、前記超電導コイルに対して、それと他の
前記超電導コイルとの磁気的結合より密に磁気的に結合
されるように配設されていることを特徴とする。
【０００６】クエンチ保護用常電導コイル。
【０００７】また、上記目的を達成するため、本発明
の、磁気結合を有する複数の超電導コイルを有する磁場
発生装置は、少なくとも１つの超電導コイルに対して設
けられた常電導性を備えたコイルであって、前記少なく
とも１つの超電導コイルに対して、それと他の前記超電
導コイルとの磁気的結合より密に磁気的に結合された常
電導コイルと、前記常電導コイルに直列接続され、前記
常電導コイルに流れる電流を減衰させる電流減衰手段
と、前記超電導コイルでクエンチが発生したとき前記超
電導コイルへの電力供給を遮断する遮断手段とを備える
ことを特徴とする。
の、磁気結合を有する複数の超電導コイルを有する磁場
発生装置は、少なくとも１つの超電導コイルに対して設
けられた常電導性を備えたコイルであって、前記少なく
とも１つの超電導コイルに対して、それと他の前記超電
導コイルとの磁気的結合より密に磁気的に結合された常
電導コイルと、前記常電導コイルに直列接続され、前記
常電導コイルに流れる電流を減衰させる電流減衰手段
と、前記超電導コイルでクエンチが発生したとき前記超
電導コイルへの電力供給を遮断する遮断手段とを備える
ことを特徴とする。
【０００８】
【作用】本発明のクエンチ保護用常電導コイルは、磁気
結合を有する複数の超電導コイルを有する磁場発生装置
において、超電導コイルに対して、それと他の超電導コ
イルとの磁気的結合より密に磁気的に結合されるように
配設されていることにより、クエンチが発生した超電導
コイルに流れる電流を急速に減衰させる系に当該電流を
転流させるように作用する。
結合を有する複数の超電導コイルを有する磁場発生装置
において、超電導コイルに対して、それと他の超電導コ
イルとの磁気的結合より密に磁気的に結合されるように
配設されていることにより、クエンチが発生した超電導
コイルに流れる電流を急速に減衰させる系に当該電流を
転流させるように作用する。
【０００９】また、本発明の、磁気結合を有する複数の
超電導コイルを有する磁場発生装置は、超電導コイルで
クエンチが発生したとき、常電導コイルと超電導コイル
との磁気的結合が超電導コイル同士より密に結合されて
いるため、前記のクエンチが発生した超電導コイルに流
れる電流が常電導コイル側に転流し、当該転流電流は常
電導コイルに直列接続された電流減衰手段により減衰さ
せられ、かつクエンチ発生と同時に遮断手段によりクエ
ンチが発生した超電導コイルへの電力供給が停止させら
れる。
超電導コイルを有する磁場発生装置は、超電導コイルで
クエンチが発生したとき、常電導コイルと超電導コイル
との磁気的結合が超電導コイル同士より密に結合されて
いるため、前記のクエンチが発生した超電導コイルに流
れる電流が常電導コイル側に転流し、当該転流電流は常
電導コイルに直列接続された電流減衰手段により減衰さ
せられ、かつクエンチ発生と同時に遮断手段によりクエ
ンチが発生した超電導コイルへの電力供給が停止させら
れる。
【００１０】
【実施例】本発明は、クエンチがまず単一の超電導コイ
ルから発生する点に着目して、可能な限り磁場を制御し
つつ、安全に装置を停止させるものである。
ルから発生する点に着目して、可能な限り磁場を制御し
つつ、安全に装置を停止させるものである。
【００１１】初めに本発明の基本構成を図１および図２
を参照して説明する。
を参照して説明する。
【００１２】図１には、磁気結合を有する状態の２個の
超電導コイル１１および２１が、中心軸を通る断面形状
の表す形態で示されている。常電導性を備えたコイルか
らなる保護コイル１２および２２が超電導コイル１１お
よび２１の近傍に配置されている。
超電導コイル１１および２１が、中心軸を通る断面形状
の表す形態で示されている。常電導性を備えたコイルか
らなる保護コイル１２および２２が超電導コイル１１お
よび２１の近傍に配置されている。
【００１３】図２は、図１に示されるように配置された
超電導コイル１１および２１と、保護コイル１２および
２２とを用いたクエンチ保護手段を備えた磁場発生回路
のの基本構成を示す。図２において、超電導コイル１１
および２１は、磁場を発生するために電源１３および２
３に、磁場発生装置の正常運転時には閉成されている遮
断器１４および２４を介してそれぞれ接続されている。
遮断器１４および２４のそれぞれの両端子には、それら
の開成時に超電導コイル１１および２１のそれぞれに流
れている電流を減衰させるための抵抗１５および２５が
接続されている。保護コイル１２および２２には、クエ
ンチ発生時に投入される投入器１６および２６と、保護
抵抗１７および２７とが、それぞれ全体に直列接続され
ている。なお、保護抵抗１７および２７は、保護コイル
１２の外部に設けられる外部抵抗ではなく保護コイル１
２が有する抵抗分のみでも構成可能である。
超電導コイル１１および２１と、保護コイル１２および
２２とを用いたクエンチ保護手段を備えた磁場発生回路
のの基本構成を示す。図２において、超電導コイル１１
および２１は、磁場を発生するために電源１３および２
３に、磁場発生装置の正常運転時には閉成されている遮
断器１４および２４を介してそれぞれ接続されている。
遮断器１４および２４のそれぞれの両端子には、それら
の開成時に超電導コイル１１および２１のそれぞれに流
れている電流を減衰させるための抵抗１５および２５が
接続されている。保護コイル１２および２２には、クエ
ンチ発生時に投入される投入器１６および２６と、保護
抵抗１７および２７とが、それぞれ全体に直列接続され
ている。なお、保護抵抗１７および２７は、保護コイル
１２の外部に設けられる外部抵抗ではなく保護コイル１
２が有する抵抗分のみでも構成可能である。
【００１４】図２に示される構成の磁場発生装置におい
て、遮断器１４および２４が閉成され、一方投入器１６
および２６が開成された状態で正常運転されていると
き、仮に、超電導コイル１１でクエンチが発生したとす
ると、速やかに遮断器１４を開成して超電導コイル１１
の電流を抵抗１５に転流させ、超電導コイル１１を流れ
ている電流を抵抗１５により急速に減衰させる。それと
同時に、投入器１６を投入して、保護コイル１２の両端
子を保護抵抗１７を介して閉じる。これは、超電導コイ
ル１１の電流を磁束保存の法則により保護コイル１２に
転流させるためである。保護コイル１２は超電導コイル
１１に対して空間的に密接して配置されるので、磁気的
にはほぼ完全結合と考えられるので、超電導コイル１１
と保護コイル１２との磁気的結合は、超電導コイル１１
と他の超電導コイル、この場合には超電導コイル２１と
の磁気的結合より高い。そして、保護コイル１２と超電
導コイル１１との磁気的結合がほぼ完全結合と考えられ
るため、超電導コイル１１の低い両端電圧でも保護コイ
ル１２に転流させることができる。保護抵抗１７が保護
コイル１２の有する抵抗分により構成されている場合に
は、保護コイル１２自身の時定数に応じて電流は自然減
衰する。従って、クエンチが発生した超電導コイル１１
の電流を減衰させ、一方、残りの健全な超電導コイル、
この場合には超電導コイル２１を用いて全体の磁場パタ
ーンを制御しながら、磁場発生装置全体を安全に停止さ
せることが可能となる。そのため、全体としては、起磁
力分布が急速に変化せず、磁場もゆるやかな変化に留ま
り、トカマク型核融合装置のような磁場のパターンその
ものが本質的に重要な装置では、大きな利点となる。そ
して、本発明を用いれば、上述のような超電導コイルの
運転上の要求と、発生させる磁場パターンの制御性の確
保とを両立させることが可能となる。
て、遮断器１４および２４が閉成され、一方投入器１６
および２６が開成された状態で正常運転されていると
き、仮に、超電導コイル１１でクエンチが発生したとす
ると、速やかに遮断器１４を開成して超電導コイル１１
の電流を抵抗１５に転流させ、超電導コイル１１を流れ
ている電流を抵抗１５により急速に減衰させる。それと
同時に、投入器１６を投入して、保護コイル１２の両端
子を保護抵抗１７を介して閉じる。これは、超電導コイ
ル１１の電流を磁束保存の法則により保護コイル１２に
転流させるためである。保護コイル１２は超電導コイル
１１に対して空間的に密接して配置されるので、磁気的
にはほぼ完全結合と考えられるので、超電導コイル１１
と保護コイル１２との磁気的結合は、超電導コイル１１
と他の超電導コイル、この場合には超電導コイル２１と
の磁気的結合より高い。そして、保護コイル１２と超電
導コイル１１との磁気的結合がほぼ完全結合と考えられ
るため、超電導コイル１１の低い両端電圧でも保護コイ
ル１２に転流させることができる。保護抵抗１７が保護
コイル１２の有する抵抗分により構成されている場合に
は、保護コイル１２自身の時定数に応じて電流は自然減
衰する。従って、クエンチが発生した超電導コイル１１
の電流を減衰させ、一方、残りの健全な超電導コイル、
この場合には超電導コイル２１を用いて全体の磁場パタ
ーンを制御しながら、磁場発生装置全体を安全に停止さ
せることが可能となる。そのため、全体としては、起磁
力分布が急速に変化せず、磁場もゆるやかな変化に留ま
り、トカマク型核融合装置のような磁場のパターンその
ものが本質的に重要な装置では、大きな利点となる。そ
して、本発明を用いれば、上述のような超電導コイルの
運転上の要求と、発生させる磁場パターンの制御性の確
保とを両立させることが可能となる。
【００１５】また、上記トカマク型核融合装置のように
定常運転時に発生磁場が変動する場合と異なり発生磁場
が変動しないいわゆる静的な磁場を発生する磁場発生装
置においては、図２における保護コイル１２には磁気誘
導が生じないので、信頼性の向上のため投入器１６を常
時閉成しておいてもよい。さらには、静的な磁場を生成
するまで磁場発生装置をゆっくり立ち上げれば、過渡時
にも投入器１６を閉成しておいてもよく、ひいては投入
器１６の無い構成もありうる。
定常運転時に発生磁場が変動する場合と異なり発生磁場
が変動しないいわゆる静的な磁場を発生する磁場発生装
置においては、図２における保護コイル１２には磁気誘
導が生じないので、信頼性の向上のため投入器１６を常
時閉成しておいてもよい。さらには、静的な磁場を生成
するまで磁場発生装置をゆっくり立ち上げれば、過渡時
にも投入器１６を閉成しておいてもよく、ひいては投入
器１６の無い構成もありうる。
【００１６】図３は、磁場発生装置の一つであるトカマ
ク型核融合装置のポロイダル磁場コイルに本発明を適用
した場合の例を示す。図３は、ポロイダル断面図の形で
示され、中心軸に対して左右対称図形となるため、左半
面は省略されている。図３において、既知のとおりに、
真空容器３０が中心軸の回りにドーナツ状に配置されて
いる。真空容器３０の内部にプラズマを発生させるのに
必要な磁場を発生させるため、超電導コイルからなる複
数のポロイダル磁場コイル３１〜４０が真空容器３０の
周囲に、かつ中心軸を中心に輪状に配置されている。そ
して、本実施例では、空間的に余裕の無い中心付近のポ
ロイダル磁場コイル３５〜４０を除いて、保護コイル５
１〜５４が、ポロイダル磁場コイル３１〜３４のそれぞ
れに磁気的にほぼ完全結合となるように空間的に密接し
て配置されている。上記のように、プラズマはポロイダ
ル磁場コイルに囲まれた真空容器内に生成される。中心
付近以外に配置されたポロイダル磁場コイル３１〜３４
が、プラズマの位置制御に特に重要なコイルである。位
置制御に重要なコイルには全て保護コイルを設置して、
装置の信頼性の向上を図っている。従って、保護コイル
はポロイダル磁場コイルの各々に必ずしも設置する必要
がない。図３に示す構成により、トカマク型核融合装置
においては、プラズマの安全な停止が可能となり、真空
容器に不要な負荷をかけずにクエンチ保護が行えるの
で、装置寿命の劣化を防止できる。
ク型核融合装置のポロイダル磁場コイルに本発明を適用
した場合の例を示す。図３は、ポロイダル断面図の形で
示され、中心軸に対して左右対称図形となるため、左半
面は省略されている。図３において、既知のとおりに、
真空容器３０が中心軸の回りにドーナツ状に配置されて
いる。真空容器３０の内部にプラズマを発生させるのに
必要な磁場を発生させるため、超電導コイルからなる複
数のポロイダル磁場コイル３１〜４０が真空容器３０の
周囲に、かつ中心軸を中心に輪状に配置されている。そ
して、本実施例では、空間的に余裕の無い中心付近のポ
ロイダル磁場コイル３５〜４０を除いて、保護コイル５
１〜５４が、ポロイダル磁場コイル３１〜３４のそれぞ
れに磁気的にほぼ完全結合となるように空間的に密接し
て配置されている。上記のように、プラズマはポロイダ
ル磁場コイルに囲まれた真空容器内に生成される。中心
付近以外に配置されたポロイダル磁場コイル３１〜３４
が、プラズマの位置制御に特に重要なコイルである。位
置制御に重要なコイルには全て保護コイルを設置して、
装置の信頼性の向上を図っている。従って、保護コイル
はポロイダル磁場コイルの各々に必ずしも設置する必要
がない。図３に示す構成により、トカマク型核融合装置
においては、プラズマの安全な停止が可能となり、真空
容器に不要な負荷をかけずにクエンチ保護が行えるの
で、装置寿命の劣化を防止できる。
【００１７】なお、図３に示した例のように、保護コイ
ル５１〜５４と超電導コイル３１〜３４とを機械的に連
結することにより、通常運転時には超電導コイルの支持
構造材としても利用可能である。従って、図４に示され
るように超電導コイル６１を囲むような保護コイル６２
も設計可能であり、磁気結合をより高めることができ
る。
ル５１〜５４と超電導コイル３１〜３４とを機械的に連
結することにより、通常運転時には超電導コイルの支持
構造材としても利用可能である。従って、図４に示され
るように超電導コイル６１を囲むような保護コイル６２
も設計可能であり、磁気結合をより高めることができ
る。
【００１８】超電導コイルのクエンチ時の電流減少の速
度は、コイルの熱延びによる機械的損傷や温度上昇によ
る絶縁劣化などからでなく、再度極低温にまで冷却する
のに要する時間によっても決められることが多い。例え
ば、保護コイルである常電導コイルの温度上昇は、極低
温付近から２００℃程度まで許容できると考えられる
が、再冷却を考慮すると、超電導コイルの温度上昇は−
１２０℃程度に抑える必要がある。従って、許容温度上
昇は３倍程度の開きがあるので、比較的断面の小さい保
護コイルで設計可能である。
度は、コイルの熱延びによる機械的損傷や温度上昇によ
る絶縁劣化などからでなく、再度極低温にまで冷却する
のに要する時間によっても決められることが多い。例え
ば、保護コイルである常電導コイルの温度上昇は、極低
温付近から２００℃程度まで許容できると考えられる
が、再冷却を考慮すると、超電導コイルの温度上昇は−
１２０℃程度に抑える必要がある。従って、許容温度上
昇は３倍程度の開きがあるので、比較的断面の小さい保
護コイルで設計可能である。
【００１９】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、以下に記載されるような効果を奏する。
ているので、以下に記載されるような効果を奏する。
【００２０】本発明のクエンチ保護用常電導コイルは、
磁気結合を有する複数の超電導コイルを有する磁場発生
装置において、超電導コイルに対して、それと他の超電
導コイルとの磁気的結合より密に磁気的に結合されるよ
うに配設されているので、クエンチが発生した超電導コ
イルに流れる電流を急速に減衰させる系に当該電流を転
流させることが可能である。
磁気結合を有する複数の超電導コイルを有する磁場発生
装置において、超電導コイルに対して、それと他の超電
導コイルとの磁気的結合より密に磁気的に結合されるよ
うに配設されているので、クエンチが発生した超電導コ
イルに流れる電流を急速に減衰させる系に当該電流を転
流させることが可能である。
【００２１】また、本発明の、磁気結合を有する複数の
超電導コイルを有する磁場発生装置は、超電導コイルで
クエンチが発生したとき、常電導コイルと超電導コイル
との磁気的結合が超電導コイル同士より密に結合されて
いるため、前記のクエンチが発生した超電導コイルに流
れる電流が常電導コイル側に転流し、当該転流電流は常
電導コイルに直列接続された電流減衰手段により減衰さ
せられ、かつクエンチ発生と同時に遮断手段によりクエ
ンチが発生した超電導コイルへの電力供給が停止させら
れる。このため、本発明の磁場発生装置は、超電導コイ
ルの運転上の要求と、発生させる磁場パターンの制御性
の確保とを両立させることが可能となり、クエンチが発
生していない残りの健全な超電導コイルを用いて全体の
磁場パターンを制御しながら、装置を安全に停止させる
ことが可能となる。
超電導コイルを有する磁場発生装置は、超電導コイルで
クエンチが発生したとき、常電導コイルと超電導コイル
との磁気的結合が超電導コイル同士より密に結合されて
いるため、前記のクエンチが発生した超電導コイルに流
れる電流が常電導コイル側に転流し、当該転流電流は常
電導コイルに直列接続された電流減衰手段により減衰さ
せられ、かつクエンチ発生と同時に遮断手段によりクエ
ンチが発生した超電導コイルへの電力供給が停止させら
れる。このため、本発明の磁場発生装置は、超電導コイ
ルの運転上の要求と、発生させる磁場パターンの制御性
の確保とを両立させることが可能となり、クエンチが発
生していない残りの健全な超電導コイルを用いて全体の
磁場パターンを制御しながら、装置を安全に停止させる
ことが可能となる。
【図１】本発明の基本構成を説明するため、磁気結合を
有する状態の２個の超電導コイルに本発明のクエンチ保
護用常電導コイルが配置されている図。
有する状態の２個の超電導コイルに本発明のクエンチ保
護用常電導コイルが配置されている図。
【図２】図１に示されるように配置された超電導コイル
とクエンチ保護用常電導コイルとを用いたクエンチ保護
手段を備えた磁場発生回路の基本構成を示す図。
とクエンチ保護用常電導コイルとを用いたクエンチ保護
手段を備えた磁場発生回路の基本構成を示す図。
【図３】磁場発生装置の一つであるトカマク型核融合装
置のポロイダル磁場コイルに本発明を適用した場合をポ
ロイダル断面図により示した図。
置のポロイダル磁場コイルに本発明を適用した場合をポ
ロイダル断面図により示した図。
【図４】本発明の保護用常電導コイルの構成例を示すた
めのコイルの断面図。
めのコイルの断面図。
１１、２１ 超電導コイル １２、２２ 保護用常電導コイル １３、２３ 電源 １４、２４ 遮断器 １６、２６ 投入器 １７、２７ 保護抵抗 ３０ 真空容器 ３１〜４０ 超電導コイル ５１〜５４ 保護用常電導コイル ６１ 超電導コイル ６２ 保護用常電導コイル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｆ 7/22 ＺＡＡ Ｋ 8203−2Ｇ Ｇ０１Ｒ 33/22 Ｍ
Claims (3)
- 【請求項１】 磁気結合を有する複数の超電導コイルを
有する磁場発生装置に使用される常電導性を備えたコイ
ルであって、前記超電導コイルでクエンチが発生したと
き、当該クエンチが発生した超電導コイルに流れる電流
を急速に減衰させる系に当該電流を転流させるため、前
記超電導コイルに対して、それと他の前記超電導コイル
との磁気的結合より密に磁気的に結合されるように配設
されていることを特徴とするクエンチ保護用常電導コイ
ル。 - 【請求項２】 磁気結合を有する複数の超電導コイルを
有する磁場発生装置において、 少なくとも１つの超電導コイルに対して設けられた常電
導性を備えたコイルであって、前記少なくとも１つの超
電導コイルに対して、それと他の前記超電導コイルとの
磁気的結合より密に磁気的に結合された常電導コイル
と、 前記常電導コイルに直列接続され、前記常電導コイルに
流れる電流を減衰させる電流減衰手段と、 前記超電導コイルでクエンチが発生したとき前記超電導
コイルへの電力供給を遮断する遮断手段とを備えること
を特徴とする磁場発生装置。 - 【請求項３】 請求項２記載の磁場発生装置において、
前記常電導コイルと前記電流減衰手段との間に直列接続
され、前記磁場発生装置の正常運転時はこれら双方の手
段を電気的に離接し、前記クエンチが発生したときこれ
ら双方の手段を電気的に接続する投入手段を更に設けた
ことを特徴とする磁場発生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5134701A JPH06347575A (ja) | 1993-06-04 | 1993-06-04 | 超電導コイルのクエンチ保護付き磁場発生装置およびクエンチ保護コイル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5134701A JPH06347575A (ja) | 1993-06-04 | 1993-06-04 | 超電導コイルのクエンチ保護付き磁場発生装置およびクエンチ保護コイル |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06347575A true JPH06347575A (ja) | 1994-12-22 |
Family
ID=15134579
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5134701A Pending JPH06347575A (ja) | 1993-06-04 | 1993-06-04 | 超電導コイルのクエンチ保護付き磁場発生装置およびクエンチ保護コイル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06347575A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6507259B2 (en) | 2000-07-08 | 2003-01-14 | Bruker Biospin Gmbh | Actively shielded superconducting magnet with protection means |
| JP2011029227A (ja) * | 2009-07-21 | 2011-02-10 | Chubu Electric Power Co Inc | コイル装置、保護装置及び誘導電圧抑制方法 |
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| JP2014029906A (ja) * | 2012-07-31 | 2014-02-13 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | 磁場発生装置及びこれを備える超電導回転機 |
| JP2015142044A (ja) * | 2014-01-29 | 2015-08-03 | 株式会社東芝 | 超伝導マグネット装置 |
| GB2540623A (en) * | 2015-07-24 | 2017-01-25 | Tesla Eng Ltd | Superconducting winding arrangements |
| JP2020515036A (ja) * | 2016-12-21 | 2020-05-21 | トカマク エナジー リミテッド | 超伝導磁石におけるクエンチ保護 |
| WO2025052956A1 (ja) * | 2023-09-05 | 2025-03-13 | 住友重機械工業株式会社 | 超伝導磁石装置 |
-
1993
- 1993-06-04 JP JP5134701A patent/JPH06347575A/ja active Pending
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