# Fileset

[proc_17P76_Utoh_v1.pdf](https://mdr.nims.go.jp/filesets/9bfe07d7-59a0-42f4-89d6-4368c8c8ba83/download)

## Creator

宇藤 裕康, 藤原 英弘, 長谷川 満, 野元 一宏, 木戸 修一, 早川 敦郎, 柳 寛, 大勢持 光一, 杉本 昌弘, 今川 信作, [伴野 信哉](https://orcid.org/0000-0002-7141-541X), 淡路 智, 馬場 貴志, 清⽔ 克祐, 辺見 努, 坂本 宜照

## Rights

[In Copyright](http://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/)

## Other metadata

[原型炉概念設計における超伝導コイル設計検討の進捗](https://mdr.nims.go.jp/datasets/9397769b-17c3-400c-9b08-4b76506d4579)

## Fulltext

proc_17P76_Utoh_v1 原型炉概念設計における超伝導コイル設計検討の進捗 Progress on Superconducting Coil Design on the DEMO reactor conceptual design activity  宇藤裕康1、藤原英弘2、⻑⾕川満3、野元⼀宏3、⽊⼾修⼀4、早川敦郎5、柳寛5、⼤勢持光⼀5、 杉本昌弘6、今川信作7、伴野信哉8、淡路智9、⾺場貴志2、清⽔克祐2、辺⾒努1、坂本宜照1 UTOH Hiroyasu1、FUJIWARA Eiko2、HASEGAWA Mitsuru3、NOMOTO Kazuhiro3、KIDO Shuichi4、HAYAKAWA Atsuro5、YANAGI Yutaka5、OOSEMOCHI Koichi5、SUGIMOTO Masahiro6、 IMAGAWA Shinsaku7、BANNO Nobuya8、AWAJI Satoshi9、BABA Takashi2、SHIMIZU Katsusuke2、 HEMMI Tsutomu1、SAKAMOTO Yoshiteru1  1量研, 2三菱重⼯業, 3三菱電機, 4⽇⽴, 5東芝エネルギーシステムズ, 6古河電⼯, 7核融合研,  8物材機構, 9東北⼤ 1QST, 2MHI, 3MELCO, 4Hitachi, 5Toshiba ESS, 6Furukawa Electric Co., 7NIFS, 8NIMS, 9Tohoku Univ.  現在、原型炉設計合同特別チームでは、第 2回中間チェックアンドレビューに向け原型炉概念を設計中である。⽇本の原型炉(JA DEMO)の超伝導トロイダル磁場(TF)コイルは ITER よりも⼤型のコイルで⾼磁場を⽣成する必要があり、要求仕様を満たした上で製作コストの合理化を図る必要がある。そのため、製作コスト低減に向けた TF コイルオプション検討やコイルの⼨法に起因する課題の明確化など、主要課題を中⼼に検討を進めている。 製作コスト低減に向けた TF コイルオプション検討では、有望な代替オプションとして矩形導体レイヤー巻を検討している。矩形導体レイヤー巻 TFコイルでは、ITERのダブルパンケーキ巻⽅式と⽐較して電流リードの⼝出し部の構造が複雑になり、且つコイルケースを切⽋く必要があるため、限られた空間で電磁⼒⽀持と整合する構造を取れるかが課題であった。そこで、電流リードの⼝出し部の構造とコイルケースの切⽋き構造の概念検討を⾏い、構造解析によりその妥当性を評価した。コイルケースへの影響が⼩さい構造として、巻き線部内にジョイント部を収める構造を採⽤し、切⽋部のケース強度を補う平板状カバーをケースの両⾯に溶接する構造とした。FEM 解析で評価した結果、TF コイル全体の変形への影響は⼩さく、補強⽤カバーの応⼒も許容値内に収まっており、本構造で強度的にも成⽴する⾒込みが得られた。 コイルの⼨法に起因する課題については、原型炉発電の早期実現等の観点から製作性が懸念されており、このような背景を踏まえ、原型炉設計合同特別チームの活動の⼀環として「原型炉 TF コイル⼨法検討会」を⽴ち上げ、製作メーカを含め「製作が⾒通せる」原型炉 TF コイル仕様の策定を⽬指し検討を⾏っている。検討会では、メーカにおける ITER-TFコイル製作実績を例に、製作上コイル⼨法を制限しうる技術的要因と製作コスト、製作期間について、ITER-TF コイル並の⼨法のコイルと JA DEMOのコイルに対して評価した。現⾏ JA DEMOのTFコイル⼨法では、特にコイル⼀体化⼯程において技術的難易度が増えることに加え、製作コストは磁気エネルギー⽐で概算すると ITER-TFコイルの数倍となり、製造ラインを複数設けてもコイル製作のみで 10年前後の期間(さらに材料調達、製造設備の建設・⽴ち上げ期間が必要)がかかる⾒込みであることが指摘された。これらを踏まえ、本検討会では原型炉⽤ TF コイルは ITER-TF コイル⼨法を⼤きく超えない範囲を⽬指すべきとの結論に達した。さらに、⽬標コイル⼨法の TF コイルにおいても、原型炉のミッションを達成しうる原型炉 TF コイル仕様を⽰すべく検討を進めている。検討では、⼩型炉での TF コイルの⾼磁場化を念頭に超伝導線材は Nb3Sn線材を仮定し、技術的に⾒通しうる性能として ITER-CS⽤素線の約 2倍の電流密度を想定し協議している。これらの検討を通じて、⽬標コイル⼨法の原型炉 TF コイル仕様とこれらを実現するために必要な R&D 項⽬を明確化する予定である。 17P76