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iterKOREA 한국사업단

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IVC버스바

기능

  • ITER 플라즈마의 불안정성을 제어하여 고온 플라즈마에 의한 진공용기 내벽손상을 막기 위해 토카막 진공용기 내벽에 설치하는 내벽코일(IVC)이 필요함.
  • ITER에는 플라즈마 경계면불안정현상 억제용 ELM 코일(27 세트), 수직안정화 제어용 VS 코일(2 세트) 등 총 29 세트의 상전도 내벽코일이 설치됨.
  • 토카막 건물(L4)에 설치된 내벽코일(IVC) 전원장치로부터 진공용기 포트에 설치된 내벽코일 단자까지 전류를 전송하기 위한 버스바(Busbar)가 필요함.

제원 및 기능

  • 전류 사양: 15 kA(DC)
  • 재료: 상전도 구리
  • 길이: 총 연장 2.22 km
  • 냉각: 초전도수

우리나라 조달내역

  • 조달구분: Functional Specification
  • 조달가치 : 3.98 kIUA
  • 참여율 : 100%
  • 공급범위: 상세설계, 제작, 시험, 운송(설치, 시험 제외)

세부설명

  • ELM 버스바: ±180 V, ±15 kA, 27 세트, 총 연장 2 km
  • VS 버스바: ±2.4 kV, ±60 kA, 8 세트, 총 연장 220 m
  • 고자기장, 고방사선 환경의 진공용기 포트에 설치된 고온의 내벽코일 단자까지 기존 토카막 설비와의 간섭을 피하도록 복잡하고 까다로운 배치설계를 요구하는 대전류 버스바 설비
  • 적용 코드: IEC standards, ITER Electrical Design handbook
  • 배치 계획:

    ITER 토카막 장치의 ELW, VS 전원장치, 버스바 배치도

    상부 Port Cell의 IVC Busbar 배치안

    Vertical Shaft의 IVC Busbar 배치안

기타사항

  • ELM(Edge Localized Mode):
    • 플라즈마 경계면의 큰 압력 변화로 인해 발생하는 불안정 현상
    • KSTAR, ITER와 같은 고성능 플라즈마 밀폐상태(H-모드)에서 반드시 발생
    • 플라즈마 밀폐성능을 저하시키고, 내벽을 손상시키므로 상용로에 반드시 필요한 제어기술
  • VS(Vertical Stabilization):
    • 플라즈마의 수직위치 안정화
    • 수직방향 고신장 플라즈마에서 발생하는 불안정 현상 억제
    • 플라즈마의 붕괴를 유발하는 축대칭 자기유체역학(MHD) 불안정성이 원인
  • ELM 코일 및 전원장치(수량: 27대)
    • ELM 코일: 4 turns, 232 μH, 2.42 mOhm
    • ELM 코일 전원방식: 싸이리스터 컨버터
    • 전원 사양: 입력 22 kV/50 Hz, 출력 ±180 V, ±15 kA, 10 ms Step Response
  • VS 코일 및 전원장치(수량: 2대)
    • VS 코일: 4 turns, 1.22 mH, 13.4 mOhm
    • VS 코일 전원방식: H-Bridge 컨버터
    • 전원 사양: 입력 22 kV/50 Hz, 출력 ±2.4 kV, ±60 kA, 1 ms Step Response

IVC Layout