JT-60SACSモジュールの冷却速度による温度分布の挙動について

摘要

JT-60SA用CSモジュール冷却試験測定結果を基にCSモジュール2層の温度分布解析モデルを作成し，冷却速度による温度分布の挙動について評価を行った。CSモジュール冷却試験では約8日で冷却が完了し，使用された質量流量の平均値は13g/sであった。CSモジュール温度分布解析では，ジャケットと絶縁材との接触熱伝達率の増加により，最大温度位置は導体出口から中央付近に移動し，導体内の最大温度は低下した。また，導体端において，導体間のターン方向の熱交換により，温度分布が波打った。また，最大温度差を40K以内に保ちながらCSモジュールを冷却した結果，冷却速度の平均は0.73K/hとなり，CSモジュールは約8.3日で80Kに達した。加えて，inletとoutletの温度差は初期時40Kから26時間で約25Kまで減少した。したがって，入口と出口の温度差を25K以内に保つよう入口温度を調整することで，CSモジュールは熱応力による導体の破損を起こさず運転温度まで冷却されたことが示された。