JPS5934991B2 - ポロイダル磁場コイルの支持装置 - Google Patents
ポロイダル磁場コイルの支持装置Info
- Publication number
- JPS5934991B2 JPS5934991B2 JP52156473A JP15647377A JPS5934991B2 JP S5934991 B2 JPS5934991 B2 JP S5934991B2 JP 52156473 A JP52156473 A JP 52156473A JP 15647377 A JP15647377 A JP 15647377A JP S5934991 B2 JPS5934991 B2 JP S5934991B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnetic field
- field coil
- poloidal magnetic
- support
- support frame
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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-
- 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
- Insulation, Fastening Of Motor, Generator Windings (AREA)
- Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はトカマク形核融合装置のポロイダル磁場コイル
の支持装置に関するものである。
の支持装置に関するものである。
従来技術のトカマク形核融合装置の平面図を第１図に、
その断面図を第２図に示す。
その断面図を第２図に示す。
次にこの構造を説明する。
真空容器１はプラズマを磁気閉じこめする中空ドーナツ
状の容器であり、そのために必要な磁場はトロイダル磁
場コイル２で発生する。
状の容器であり、そのために必要な磁場はトロイダル磁
場コイル２で発生する。
また、プラズマ電流を励起し維持するための変流器コイ
ルやプラズマの平衡と安定化を得るのに必要な垂直磁場
を発生させるための垂直磁場コイルなどのポロイダル磁
場コイル３は真空容器１と同心円状に配置されている。
ルやプラズマの平衡と安定化を得るのに必要な垂直磁場
を発生させるための垂直磁場コイルなどのポロイダル磁
場コイル３は真空容器１と同心円状に配置されている。
このポロイダル磁場コイル３は、トロイダル磁場コイル
２の間隙に配置されたポロイダル磁場コイル支持枠４に
よって支持される。
２の間隙に配置されたポロイダル磁場コイル支持枠４に
よって支持される。
このポロイダル磁場コイル支持枠４は支持柱５およびト
ロイダル磁場コイルスペーサ６を仲介として架台７に固
定されている。
ロイダル磁場コイルスペーサ６を仲介として架台７に固
定されている。
第３図はポロイダル磁場コイル３とポロイダル磁場コイ
ル支持枠４の関係を示したものである。
ル支持枠４の関係を示したものである。
本支持構造においてポロイダル磁場コイル３に生じる応
力を考える。
力を考える。
ポロイダル磁場コイル３には電磁力８が働くためにフー
プ応力が発生するとともに支持枠４から反力９を受ける
。
プ応力が発生するとともに支持枠４から反力９を受ける
。
またポロイダル磁場コイル３は通電によって温度上昇す
ることにより熱膨張するので支持枠４からの反力９はさ
らに増大する。
ることにより熱膨張するので支持枠４からの反力９はさ
らに増大する。
以上のような電磁力、熱膨張および支持枠からの反力に
よってポロイダル磁場コイルには曲げモーメントが発生
し、第３図の点線のように変形する。
よってポロイダル磁場コイルには曲げモーメントが発生
し、第３図の点線のように変形する。
このときコイルに発生する曲げ応力は支持点１０付近で
最大値σｂとなり、反力９をＲ１支持枠間距離をｔ、コ
イルの断面係数をＺとすると、次式で近似される。
最大値σｂとなり、反力９をＲ１支持枠間距離をｔ、コ
イルの断面係数をＺとすると、次式で近似される。
ところで本支持構造においては、ポロイダル磁場コイル
支持枠４はトロイダル磁場コイル２の間隙に限定されて
いるため、その全周における数量がトロイダル磁場コイ
ルの設置数を越えない数に制限される。
支持枠４はトロイダル磁場コイル２の間隙に限定されて
いるため、その全周における数量がトロイダル磁場コイ
ルの設置数を越えない数に制限される。
そのため、支持枠間距離ｔおよび支持枠に生ずる反力Ｒ
はある値より小さくならない。
はある値より小さくならない。
カくシて従来の構造においては、コイル通電ニよる電磁
力、温度上昇によってコイルに生ずる局部曲げ応力が過
大となりがちであった。
力、温度上昇によってコイルに生ずる局部曲げ応力が過
大となりがちであった。
本発明の目的はポロイダル磁場コイル３のトーラス方向
における支持点数を増加することによってコイルに働く
曲げ応力を緩和するコイルの支持装置を提供することに
ある。
における支持点数を増加することによってコイルに働く
曲げ応力を緩和するコイルの支持装置を提供することに
ある。
以下本発明の一実施例について図面を参照して説明する
。
。
トカマク形核融合装置の基本構成は以上で説明した従来
技術と同じである。
技術と同じである。
本発明においてはポロイダル磁場コイル３の支持装置と
して、新形式のポロイダル磁場コイル支持枠１１を用い
る。
して、新形式のポロイダル磁場コイル支持枠１１を用い
る。
ポロイダル磁場コイル支持枠１１を用いたときのトカマ
ク形核融合装置の平面図を第４図に、その部分詳細を第
５図に示す。
ク形核融合装置の平面図を第４図に、その部分詳細を第
５図に示す。
第４図においてポロイダル磁場コイル３は全周に多数個
所（本図の場合は１８個所）放射状に等配した支持枠１
１によって支持される。
所（本図の場合は１８個所）放射状に等配した支持枠１
１によって支持される。
支持枠１１は支持柱５およびトロイダル磁場コイルスペ
ーサ６を仲介として架台７（図示せず）に固定されてい
る。
ーサ６を仲介として架台７（図示せず）に固定されてい
る。
支持枠１１は第５図にみる通り、ＦＲｕＰ（強化プラス
チック）又はステンレス鋼などの機械的強度の大きい表
面材１２（支持柱５に直結するものを１２２として直結
しないものを１２ｂとする）とＦＲＰハニカムのような
多孔絶縁物の心材１３とによって構成するサンドウィッ
チ構造である。
チック）又はステンレス鋼などの機械的強度の大きい表
面材１２（支持柱５に直結するものを１２２として直結
しないものを１２ｂとする）とＦＲＰハニカムのような
多孔絶縁物の心材１３とによって構成するサンドウィッ
チ構造である。
ポロイダル磁場コイル３には、第５図に示す通り大きな
電磁力８が働くとともに、温度上昇による熱膨張がある
。
電磁力８が働くとともに、温度上昇による熱膨張がある
。
そのために、各コイルの外周側に密接支持する支持枠１
１部分には大きな反力が生じる。
１部分には大きな反力が生じる。
しかし本発明による支持枠１１は第５図にみる如く、従
来技術による支持枠４（第３図参照）よりも支持点が増
加している。
来技術による支持枠４（第３図参照）よりも支持点が増
加している。
この増加率をｎ倍とすれば、本支持枠に発生する反力は
Ｖｎ、支持枠間距離はＬ／ｎ程度になる。
Ｖｎ、支持枠間距離はＬ／ｎ程度になる。
ここにＲ，７は第３図における値とする。
従ってコイルに発生する曲げ応力は従来技術のものに対
して１／ｎ２に減することになる。
して１／ｎ２に減することになる。
支持枠１１に生じる反力は主として表面材１２における
平面応力によって受けるが、支持柱５に直結せぬ部分の
表面材１２ｂに生じる反力は心材１３を介して支持柱５
に直結する表面材１２ａに伝えられる。
平面応力によって受けるが、支持柱５に直結せぬ部分の
表面材１２ｂに生じる反力は心材１３を介して支持柱５
に直結する表面材１２ａに伝えられる。
ナｂ、心材１３はＦＲＰハニカムなどの絶縁材で構成す
るなら支持構造全体のトーラス方向の１ターン抵抗は十
分に確保される。
るなら支持構造全体のトーラス方向の１ターン抵抗は十
分に確保される。
支持枠１１を第６図にみる如く、トーラス周方向の表面
材１２の間をすべて心材１３によって充填して強度を向
上する構成とする形式でもよい。
材１２の間をすべて心材１３によって充填して強度を向
上する構成とする形式でもよい。
かような構成であっても心材１３はＦＲＰハニカムの如
き材料であるから全体として軽量でありかつ剛性の大な
る支持構造が可能となる。
き材料であるから全体として軽量でありかつ剛性の大な
る支持構造が可能となる。
ポロイダル磁場コイルの支持装置をＦＲＰ又はステンレ
ス鋼などの機械的強度の大きい表面材とＦＲＰハニカム
のような機械的強度の大きい多孔絶縁物の心材によるサ
ンドウィッチ構造の支持枠で構成することにより、軽量
でかつ剛性の犬なるポロイダル磁場コイル支持装置が実
現し、かつ、ポロイダル磁場コイルに働く電磁力および
熱膨張に対する支持点が多くなることによって、コイル
に働く局部応力を減じることが可能であるポロイダル磁
場コイル支持装置が実現する。
ス鋼などの機械的強度の大きい表面材とＦＲＰハニカム
のような機械的強度の大きい多孔絶縁物の心材によるサ
ンドウィッチ構造の支持枠で構成することにより、軽量
でかつ剛性の犬なるポロイダル磁場コイル支持装置が実
現し、かつ、ポロイダル磁場コイルに働く電磁力および
熱膨張に対する支持点が多くなることによって、コイル
に働く局部応力を減じることが可能であるポロイダル磁
場コイル支持装置が実現する。
第１図は従来のトカマク形核融合装置の一例を示す平面
図、第２図は第１図の■−■線に沿う矢視断面図、第３
図は従来のコイル支持装置の要部拡大斜視図、第４図は
本発明のコイル支持装置の一実施例を示す平面図、第５
図はその要部拡大斜視図、第６図は本発明の異なる実施
例を示す要部平面図である。 １・・・・・・真空容器、２・・・・・・トロイダル磁
場コイル、３・・・・・・ポロイダル磁場コイル、４・
・・・・・ポロイダル磁場コイル支持枠（従来技術）、
５・・・・・・ポロイダル磁場コイル支持柱、６・・・
・・・トロイダル磁場コイルスペーサ、７・・・・・・
架台、８・・・・・・ポロイダル磁場コイルに働く電磁
力の方向、９・・・・・・ポロイダル磁場コイルに働く
支持枠からの反力の方向、１０・・・・・・ポロイダル
磁場コイルの支持枠による支持点、１１・・・・・・ポ
ロイダル磁場コイル支持枠（本発明）、１２・・・・・
・表面材、１３・・・・・・心材。
図、第２図は第１図の■−■線に沿う矢視断面図、第３
図は従来のコイル支持装置の要部拡大斜視図、第４図は
本発明のコイル支持装置の一実施例を示す平面図、第５
図はその要部拡大斜視図、第６図は本発明の異なる実施
例を示す要部平面図である。 １・・・・・・真空容器、２・・・・・・トロイダル磁
場コイル、３・・・・・・ポロイダル磁場コイル、４・
・・・・・ポロイダル磁場コイル支持枠（従来技術）、
５・・・・・・ポロイダル磁場コイル支持柱、６・・・
・・・トロイダル磁場コイルスペーサ、７・・・・・・
架台、８・・・・・・ポロイダル磁場コイルに働く電磁
力の方向、９・・・・・・ポロイダル磁場コイルに働く
支持枠からの反力の方向、１０・・・・・・ポロイダル
磁場コイルの支持枠による支持点、１１・・・・・・ポ
ロイダル磁場コイル支持枠（本発明）、１２・・・・・
・表面材、１３・・・・・・心材。
Claims (1)
- １ トカマク形の核融合装置のポロイダル磁場コイルの
支持装置において、全周に多数個所の支持枠を放射状に
等配し、かつ各支持枠をＦＲＰ（強化プラスチック）又
はステンレス鋼などの機械的強度の大きい表面材とＦＲ
Ｐハニカムのような機械的強度の大きい多孔絶縁物の心
材とによるサンドウィッチ構造にて構成したポロイダル
磁場コイルの支持装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52156473A JPS5934991B2 (ja) | 1977-12-27 | 1977-12-27 | ポロイダル磁場コイルの支持装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52156473A JPS5934991B2 (ja) | 1977-12-27 | 1977-12-27 | ポロイダル磁場コイルの支持装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5489193A JPS5489193A (en) | 1979-07-14 |
| JPS5934991B2 true JPS5934991B2 (ja) | 1984-08-25 |
Family
ID=15628512
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP52156473A Expired JPS5934991B2 (ja) | 1977-12-27 | 1977-12-27 | ポロイダル磁場コイルの支持装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5934991B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05294303A (ja) * | 1992-04-08 | 1993-11-09 | Shizukou Kk | 容器用施蓋装置 |
| CN103776623A (zh) * | 2014-01-10 | 2014-05-07 | 中国科学院等离子体物理研究所 | 一种用于托卡马克中线圈支撑测试的多向加载装置 |
-
1977
- 1977-12-27 JP JP52156473A patent/JPS5934991B2/ja not_active Expired
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05294303A (ja) * | 1992-04-08 | 1993-11-09 | Shizukou Kk | 容器用施蓋装置 |
| CN103776623A (zh) * | 2014-01-10 | 2014-05-07 | 中国科学院等离子体物理研究所 | 一种用于托卡马克中线圈支撑测试的多向加载装置 |
| CN103776623B (zh) * | 2014-01-10 | 2016-04-06 | 中国科学院等离子体物理研究所 | 一种用于托卡马克中线圈支撑测试的多向加载装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5489193A (en) | 1979-07-14 |
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