Development and test of the poloidal field prototype coil POLO at the Forschungszentrum Karlsruhe

Darweschsad, M.; Friesinger, G.; Heller, R.; Irmisch, M.; Kathol, H.; Komarek, P.; Maurer, W.; Nöther, G.; Schleinkofer, G.; Schmidt, C.; Sihler, C.; Susser, Mervyn; Ulbricht, A.; Wüchner, F.

doi:10.1016/s0920-3796(97)00005-7

Cited by 33 publications

(12 citation statements)

References 9 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…Единственной реальной попыткой создать изоляцию вводов и фидеров, способную работать при 23 кВ, был проект POLO [10]. При его осуществлении был разработан, изготовлен и успешно испытан на стенде TOSKA (Toroidale Spulentestanlage Karlsruhe) в Карлсруэ прототип сверхпроводящей катушки полоидального поля для токамака TORE SUPRA.…”

Section: ситуация с проектами новых больших установокunclassified

Necessity of Reliability Enhancement for Forced Cooled Super-Conducting Magnet Systems

Ivanov¹,

Kolbasov²,

Lelekhov³

et al. 2012

PAST-TF

View full text Add to dashboard Cite

Сверхпроводящие магниты (СМ) для термоядерных установок последних поколений, как правило, имеют принудительное охлаждение, позволяющее сделать надёжную изоляцию катушек, применяя технологию «вакуумирование-пропитка под давле-нием» (ВПД). Для СМ этого типа характерно большое количество гелиевых, токовых и диагностических коммуникаций вокруг магнита. При быстрых изменениях тока на них наводится высокое напряжение. Эти коммуникации расположены в вакууме криостата, который обеспечивает их изоляцию. Однако вакуум может быть нарушен, и тогда одновременно теряются его тепло-и электроизоляционные свойства. При этом магнит переходит в нормальное состояние, включается защитный вывод тока при высоком напряжении, которое вызывает пробой, переходящий в электрическую дугу. Пробой также может произойти, когда нарушение вакуума сопровождает переход СМ в нормальное состояние по иной причине или когда напряжение на выводах магнита токамака наводится при получении плазмы, управлении её равновесием и формой, росте или срыве тока в ней. Подоб-ные аварии произошли в шести СМ токамаков с принудительным охлаждением 17 раз. Причём все пробои начинались на ком-муникациях, изоляция которых делалась обмоткой изоляционными лентами разных типов, но без применения технологии ВПД, используемой лишь в катушках. Столь многочисленные аварии показывают, что на всех внутренних коммуникациях СМ нужна такая же надёжная изоляция, как на самих катушках. Для этого над ними должны быть установлены вакуумно-плотные зазем-лённые чехлы из нержавеющей стали с зазором, заполненным твёрдым изоляционным материалом, например, по технологии ВПД или замерзшим азотом. Это позволит сделать изоляцию внутренних коммуникаций СМ надёжной и не зависящей от усло-вий в криостате, а также облегчит и ускорит её испытания. Кроме того, чехлы исключат течи гелия в криостат, создавая второй вакуумно-плотный барьер, позволяющий искать и устранять течи гелия на собранном магните, что значительно увеличит на-дёжность магнитной системы и позволит избежать необходимости испытаний всех катушек до сборки.Ключевые слова: сверхпроводящий магнит, надёжность, термоядерная установка, принудительное охлаждение, электрическая изоляция. The latest superconducting magnets (SM) for fusion are generally forced-cooled. This allows to get a reliable magnet coil insulation using "vacuum -pressure impregnation" (VPI) technology. The SM of this type are surrounded with many cryogenic, electric and diagnostic communications. A high voltage is induced on them at fast current variations. They have a good insulation being placed in cryostat vacuum. However in the case of vacuum loss the heat-insulating and electrical insulating performances of the cryostat medium are being lost simultaneously. It results in SM transition into normal state, fast protective current dump at high voltage, breakdown and arc. The same can occur if vacuum loss would accompany SM transition into normal state by any other reason, or when high voltage on magnet leads is induced by plasma initiation or controlling as well as by plas...

show abstract

Section: ситуация с проектами новых больших установокunclassified

Necessity of Reliability Enhancement for Forced Cooled Super-Conducting Magnet Systems

Ivanov¹,

Kolbasov²,

Lelekhov³

et al. 2012

PAST-TF

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…A major advantage of CICC over monolith conductors for pulsed field applications was believed to be the very low inter-strand coupling loss. Aiming to very high pulse rate at minimum ac loss, two NbTi CICC, Polo [24] and DPC-U [25], were manufactured with insulated strands.…”

Section: Strand Insulation/current Distributionmentioning

confidence: 99%

30 Years of Conductors for Fusion: A Summary and Perspectives

Bruzzone

2006

IEEE Trans. Appl. Supercond.

View full text Add to dashboard Cite

Three decades of conductor R&D, prototypes, model coils and actual fusion devices are reviewed with special attention to the drivers of the design. The conductor options are affected by the requirements typical of the fusion devices (large size and stored energy, high field, heat removal rate). The mechanical loads, operating voltage, ac loss and stability further restrict the freedom of the designer. On the other hand, the evolution of the available technologies for cryogenics and superconducting materials opens new frontiers for performance, reliability and cost. The lessons learned from the a dozen superconducting fusion devices are highlighted, starting from T-7, through MFTF, T-15, TRIAM, Tore Supra, LHD till the newest projects in construction, W-7X, EAST, SST-1, KSTAR. Some discussion is also devoted to the lessons that we keep refusing to learn.

show abstract

“…Cable-in-conduit conductor (CICC) magnets have achieved terminal voltages of 23 kV [11] and are designing to 24 kV [12].…”

Section: A Current Practicementioning

confidence: 99%

“…Some next-generation SMES and fusion magnets have terminal voltages ranging from 1-25 kV [34], [11], [12]. In order to detect normal voltages in the range of 20-100 mV, it is necessary to achieve five orders of magnitude of quench rejection.…”

Section: A Advanced Voltage Sensorsmentioning

confidence: 99%

Protection of superconducting magnets

Schultz

2002

IEEE Trans. Appl. Supercond.

View full text Add to dashboard Cite

The protection of superconducting magnets can be narrowly considered as the problem of rapidly detecting an irreversible loss of superconductivity (quench) and converting the magnetic stored energy to thermal energy (dump) without permanent damage (protection). It can also be broadly considered as a method for avoiding all structural and electrical failure mechanisms through design, fabrication, and operation of a magnet. Energy dump and quench detection methods are reviewed. General magnet failure is surveyed historically.

show abstract

Development and test of the poloidal field prototype coil POLO at the Forschungszentrum Karlsruhe

Cited by 33 publications

References 9 publications

Necessity of Reliability Enhancement for Forced Cooled Super-Conducting Magnet Systems

Necessity of Reliability Enhancement for Forced Cooled Super-Conducting Magnet Systems

30 Years of Conductors for Fusion: A Summary and Perspectives

Protection of superconducting magnets

Contact Info

Product

Resources

About