JP3582013B2 - 核融合炉のブランケットモジュール構造 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、核融合炉のブランケットモジュール構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
核融合炉においては、プラズマディスラプション時に、電磁誘導による電流が図１３の矢印に示すようにバックプレート１０３及びブランケット１０１内を流れ、その電流とプラズマの閉じ込め用に超電導コイルが作る磁場との作用でブランケット１０１に電磁力が働く。バックプレート１０３及びブランケット１０１に電流が流れるのは、プラズマ電流が増減すると、電磁誘導によりバックプレート１０３及びブランケット１０１に渦電流が流れるからである。
【０００３】
プラズマディスラプション時のプラズマ電流の変化及び超電導コイルの作る磁場が共に大きいことによりブランケット１０１に働く電磁力は巨大となり、これに耐えるには、ブランケット１０１のバックプレート１０３への溶接脚１０１ｚを剛構造にすることが必要である。即ち、ブランケット１０１に働く電磁力により、図１３に示すようにブランケット１０１に矢印Ｑに示す面圧（引張り圧力）が例えば１ＭＰａ≒１０ａｔｍかかり、しかも矢印Ｓｕ、Ｓｄで示す上下方向のせん断力が例えば１ＭＮ（トータル荷重）がかかるため、溶接脚１０１ｚを剛構造にすることが必要である。
【０００４】
しかし、溶接脚１０１ｚを剛構造にすると、熱応力が増加してしまう。また、ブランケット１０１を流れる電流を抑制するには、溶接脚ではなく絶縁ボルトによりブランケット１０１をバックプレート１０３に結合する方法があるが、この場合には絶縁ボルトでの発熱による温度上昇や耐電気絶縁性材料の耐久性に問題がある。
【０００５】
このような問題を解決する手段として、特開２０００−２４１５７８に開示されるように、ブランケットにポロイダル方向でスリットを設けたり、ブランケットを数枚の板状ブランケットとなして、これを周縁に電気絶縁材を介して接合し板状ブランケット間に隙間を形成したり、あるいは接合面全面に電気絶縁材を介在して接合したりして、スリットや隙間であるいは電気絶縁材で電流を遮断するようにしたものがあり、これにより核融合炉におけるプラズマディスラプション時に、電磁誘導により電流がブランケット内を流れにくくなり、従って、その電流と超電導コイルの作る磁場との作用でブランケットに働く電磁力が低減される。その結果、バックプレートへブランケットを取り付けるための溶接脚や絶縁ボルトに要求する強度が大きく軽減される。
【０００６】
しかしながら、上記特開２０００−２４１５７８に開示されるブランケット構造では、電磁力低減のためにブランケットの製作加工前後に、ポロイダル方向、半径方向などにウォータージェット加工、放電加工、ワイヤーカット加工などによるスリット加工を必要とした、また、スリット深さにも制約があってブランケットの半分程度の深さ＝最長２００ｍｍ程度であった。ウォータージェット加工による場合は、２００ｍｍ深さになると、切り口が波形状に乱れる現象が生じる場合があった。従って、加工精度、加工コスト、スリット付与に難点があった。さらに、従来の上記ブランケット構造では、電磁力低減のために電導性の良い銅材から成る第一壁と遮蔽体とを分離する分離型構造を採っているため、分離型第一壁は支持脚部が遮蔽体を貫通するような複雑な構造の採択が余儀なくされ、複雑かつ高コストの設計が必要であった。一方、一体型ＨＩＰ法による第一壁と遮蔽体との接合では、大型ＨＩＰ装置が必要となり、高コストを招く原因ともなっていた。さらにまた、プラズマ環境により部分的に有意な損傷を被った場合、従来はブランケットモジュール１個を廃棄する必要があり、無駄が多くなっていた。その上従来のブランケット構造では、中性子負荷から生じる核発熱に対しては、後壁部に対してもそれ専用の冷却通路を設ける必要があり、しかも遮蔽体部の冷却水を後壁部に流すなどの考慮が必要であった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明は、従来のブランケット構造のように高価で高度な技術を要する電磁力低減用のスリット加工を施す必要がなく、また複雑な脚部構造が必要となる分離型第一壁構造を採用する必要がなく、さらに大型ＨＩＰ装置を用いる必要がなく、また部分的な損傷を被った場合、その部分のみ交換すればよく、その上冷却水を後壁部に流すための冷却通路を加工する必要のない核融合炉のブランケットモジュール構造を提供しようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明の核融合炉のブランケットモジュール構造は、遮蔽ブランケットモジュールをトロイダル方向に細かく分割して多数個の遮蔽ファセットとなすと共に夫々ポロイダル方向で後面上下両端部に取付脚を形成し、この多数個の遮蔽ファセットを一定寸法の隙間をあけてトロイダル方向に並列させ、取付脚にて後壁の前面上下両端部に設けた突出部に溶接固定して、後壁との間に空隙を形成して成り、各遮蔽ファセットは、コ字形の第一壁と箱形の遮蔽体とより成り、前記第一壁が遮蔽体に嵌着され、ＨＩＰ接合により一体化されている核融合炉のブランケットモジュール構造において、各遮蔽ファセットのコ字形の第一壁は、ポロイダル方向でコ字形に形成され、その上下両端部にトロイダル方向で出口側及び入口側のヘッダーが形成され、その上下のヘッダー間にコ字形の冷却材通路が多数並列に形成されて成り、各遮蔽ファセットの箱形の遮蔽体は、後面上下両端部の取付脚の内部のヘッダーが形成され、上下両面側にヘッダーが形成され、この上下のヘッダー間に多数の冷却材通路が複数層並列に形成され、前記後面上端部の取付脚の内部にヘッダーと下面側のヘッダーとの間に冷却材流路が多数並列に形成され、遮蔽体の上面側のヘッダーと第一壁の上端部のヘッダーは連通され、第一壁の下端部のヘッダーと遮蔽体の下面側のヘッダーは連通され、遮蔽体の後面上部には前記後面上端部の取付脚の内部のヘッダーに連通する入口管又は出口管が取り付けられ、遮蔽体の後面下端部には前記後面下端部の取付脚の内部のヘッダーに連通する出口管又は入口管が取り付けられていることを特徴とするものである。
【０００９】
上記の核融合炉のブランケットモジュール構造において、各遮蔽ファセットのコ字形の第一壁は、ポロイダル方向でコ字形に形成され、その上下両端部にトロイダル方向で出口側及び入口側のヘッダーが形成され、その上下のヘッダー間にコ字形の冷却材通路が多数並列に形成されて成り、各遮蔽ファセットの箱形の遮蔽体は、後面の上部、下部、中間部、下部に夫々ヘッダーが形成され、上部のヘッダーと中間部のヘッダーとの間にコ字形の冷却材流路が複数形成され、中間部のヘッダーから遮蔽体の下部にかけて前記冷却材流路と同列に冷却材流路が形成され、この冷却材流路に連なって遮蔽体の前側位置で長いコ字形の冷却材流路が形成され、この冷却材流路が前記第一壁の上端部のヘッダーに連通する連絡溝に連通され、前記遮蔽体の後面下部のヘッダーは第一壁の下端部のヘッダーに連通する連絡溝と冷却材流路にて連通され、遮蔽体の上部のヘッダーと下部のヘッダーには入口管と出口管が取り付けられていることが好ましい。
【００１０】
前記の各核融合炉のブランケットモジュール構造において、後壁は、前面の上下端部に多数個の遮蔽ファセットを取付脚にて溶接固定した突出部を有し、前面の上下に多数個の遮蔽ファセットの入口管と出口管を挿入した多数の挿通口を有し、その多数の挿通口の反対側には後面より配管型式のヘッダーが挿入固定されるか又は矩形溝型式のヘッダーが設けられ、後面左右両側端には真空容器又はバックプレートにボルト又は溶接にて固定するＬ形の取付部がポロイダル方向で突設されていることが好ましい。
【００１１】
本発明の核融合炉のブランケットモジュール構造の他の１つは、増殖ブランケットモジュールをトロイダル方向に細かく分割して多数個の増殖ファセットとなすと共に夫々ポロイダル方向で後面側上下両端部に取付脚を形成し、この多数個の増殖ファセットを一定寸法の隙間をあけてトロイダル方向に並列させ、取付脚にて後壁の前面上下両端部に設けた突出部に溶接固定して成る核融合炉のブランケットモジュール構造において、各増殖ファセットは、前側内部に独立した増殖体を前後方向に重層して複数設け、後側内部に独立した増殖体を左右方向に並列に複数設けてなり、各増殖体は増倍材にて増殖材を内包してなることを特徴とするものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明による核融合炉のブランケットモジュール構造の１つの実施形態を図によって説明する。図１において、１は遮蔽ブランケットモジュールで、この遮蔽ブランケットモジュール１は、トロイダル方向（図１において左右方向）に細かく分割して多数個（例えば６〜８個）の遮蔽ファセット２となすと共に夫々ポロイダル方向（図１において上下方向）で後面上下両端部に取付脚３、３′を突設し、この多数個の遮蔽ファセット２を一定寸法（例えば２〜３ｍｍ）の隙間４をあけてトロイダル方向に並列させ、取付脚３、３′にて後壁５の前面上下端部に設けた突出部６、６′に溶接固定して、後壁５との間に空隙７を形成して成り、各遮蔽ファセット２は、図２に示すようにコ字形の第一壁８と箱形の遮蔽体９とより成り、前記第一壁８が遮蔽体９に嵌合され、ＨＩＰ接合により一体化されて成る。この遮蔽ブランケットモジュール１において、上記各遮蔽ファセット２のコ字形の第一壁８の１つは、図３に示すようにポロイダル方向でコ字形に形成され、その上下両端部にトロイダル方向で入口側のヘッダー１０及び出口側のヘッダー１０′が形成され、その上下のヘッダー１０、１０′間にコ字形の冷却材流路１１がトロイダル方向で多数並列に形成されている。各遮蔽ファセット２の箱形の遮蔽体９の１つは、図３、図４に示すように後面上下両端部の取付脚３、３′の内部に大、小のヘッダー１２、１２′が形成され、遮蔽体９の上下両面側にヘッダー１４、１４′が形成され、この上下のヘッダー１４、１４′間に多数の冷却材流路１５が複数層並列に形成されている。前記ヘッダー１２とヘッダー１４′との間には冷却材流路１３が多数並列に形成され、ヘッダー１４と第一壁８のヘッダー１０とは連通するようにしてあり、第一壁８のヘッダー１０′と遮蔽体９のヘッダー１２′とは連通するようにしてある。遮蔽体９の後面上部には前記ヘッダー１２に連通する入口管１６が取り付けられ、後面下端部には前記ヘッダー１２′に連通する出口管１７が取り付けられている。
【００１３】
このように構成された遮蔽ファセット２において、冷却材は入口管１６から遮蔽体９のヘッダー１２に入り、ヘッダー１２から冷却材流路１３を通ってヘッダー１４′に入り、ヘッダー１４′から冷却材流路１５を通ってヘッダー１４に入り、ヘッダー１４から第一壁８のヘッダー１０に入り、ヘッダー１０から冷却材流路１１を通ってヘッダー１０′に入り、ヘッダー１０′から遮蔽体９のヘッダー１２′に入り、ヘッダー１２′から出口管１７を通って出る。
【００１４】
各遮蔽ファセット２のコ字形の第一壁８の他の１つと箱形の遮蔽体９の他の１つを図５、図６によって説明する。第一壁８は、ポロイダル方向でコ字形に形成され、その上下両端部にトロイダル方向で入口側のヘッダー１０及び出口側のヘッダー１０′が形成され、その上下のヘッダー１０、１０′間にコ字形の冷却材流路１１がトロイダル方向で多数並列に形成されている。遮蔽体９は、後面の上部、中間部、下部に、夫々ヘッダー１８、１９、２０が形成され、上部のヘッダー１８と中間部のヘッダー１９との間にコ字形の冷却材流路２１が複数並列に形成され、中間部のヘッダー１９から遮蔽体９の下部にかけて冷却材流路２１と同列に冷却材流路２２が形成され、この冷却材流路２２に連なって遮蔽体９の前側位置で長いコ字形の冷却材流路２３が形成され、この冷却材流路２３が前記第一壁８の上端部のヘッダー１０に連通する連絡溝２４に連通されている。前記遮蔽体９の後面下部のヘッダー２０は、前記第一壁８の下端部のヘッダー１０′と連通する連絡溝２５と冷却材流路２６にて連なっている。前記遮蔽体９の上部のヘッダー１８と下部のヘッダー２０には入口管１６と出口管１７が取り付けられている。
【００１５】
このように構成された遮蔽ファセット２において、冷却材は入口管１６から遮蔽体９のヘッダー１８に入り、ヘッダー１８から冷却材流路２１を通ってヘッダー１９に入り、ヘッダー１９から冷却材流路２２、冷却材流路２３を通って連絡溝２４に入り、連絡溝２４から第一壁８のヘッダー１０に入り、ヘッダー１０から冷却材流路１１を通ってヘッダー１０′に入り、ヘッダー１０′から遮蔽体９の連絡溝２５に入り、連絡溝２５から冷却材流路２６を通ってヘッダー２０に入り、ヘッダー２０から出口管１７を通って出る。
【００１６】
前記の各核融合炉のブランケットモジュール構造において、図１に示される後壁５は、前述の如く前面の上下両端部に多数個の遮蔽ファセット２を取付脚３、３′にて溶接固定した突出部６、６′を有し、前面の上下に図７に示すように多数個の遮蔽ファセット２の入口管１６と出口管１７を挿入した多数の挿通口３１、３２を有し、その多数の挿通口３１、３２の反対側には後面より配管型式のヘッダー３３、３４が各分岐配管３３ａ、３４ａが挿入固定され、この配管型式のヘッダー３３、３４の後側には夫々１個の入口管３３ｂ、出口管３４ｂが取り付けられている。配管型式のヘッダー３３、３４の代りに、図８に示すように多数の挿通口３１、３２の後半部に夫々矩形溝３５、３６をトロイダル方向（左右方向）に設け、この矩形溝３５、３６の開口面に入口管３７、出口管３８を備えた封塞板３９、４０を溶接して矩形溝型式のヘッダー４１、４２を形成してもよい。後壁５の後面左右両側端には真空容器又はバックプレートにボルト又は溶接にて固定するＬ形の取付部４３がポロイダル方向で突設されている。
【００１７】
上記のように構成された核融合炉のブランケットモジュール構造において、遮蔽ブランケットモジュール１は、トロイダル方向で多数個の小さな遮蔽ファセット２を後壁５に対し並列に一定寸法の隙間４をあけて後面上下両端の取付脚３、３′にて溶接固定しているので、従来のように加工精度、加工コスト、スリット付与に難点のあったスリット加工は全く不要となり、一定寸法の隙間４が従来よりも多いポロイダル方向の後壁５までの深い（約５００ｍｍ）貫通スリットとなって、電磁力の大幅な低減を図ることができる。その上各遮蔽ファセット２の背後には後壁５との間で空隙７が形成されているので、半径方向の電流の流れも大きく遮られる結果、過大電磁力を低減できる。また、多数個の小さな遮蔽ファセット２は、第一壁８と遮蔽体９とが一体となっているので、従来のように複雑な脚部構造が必要となる分離型第一壁構造は採用する必要がなくなり、電磁力の低減はより確実なものとなる。
【００１８】
上記多数個の遮蔽ファセット２の第一壁８は、ヘッダー１０、１０′の切削加工と、冷却材流路１１のドリル加工や半割れ板はさみ込みＨＩＰで第一壁８と遮蔽体９を同時に接合などの方法で製作され、図３、図４に示される遮蔽体９は、ヘッダー１２、１２′、１４、１４′の切削加工と、その開口面への封塞板１２ａ、１４ａの溶接固定と、冷却材流路１３、１５のドリル加工と、入口管１６、出口管１７の取り付けで製作され、図５、図６に示される遮蔽体８は、ヘッダー１８、１９、２０、連絡溝２４、２５の切削加工と、その開口面への封塞板１８ａ、１９ａ、２０ａ、２４ａ、２５ａの溶接固定と、冷却材流路２１、２２、２３、２６、これらを夫々トロイダル方向で連絡する流路２１ａ、２２ａ、２３ａ、２６ａのドリル加工と、遮蔽体９の外面に開口された冷却材流路２１、２２、２３、２６及び流路２１ａ、２２ａ、２３ａ、２６ａの端部を封塞するプラギング４５と、入口管１６、出口管１７の取り付けで製作されるので、第一壁８と遮蔽体９は簡素で安価な既存の製作方法により製作され、しかも第一壁８と遮蔽体９はＨＩＰ接合により一体化されるので、そのＨＩＰ接合には小型、安価なＨＩＰ装置で対応できる。
【００１９】
また、上記遮蔽ブランケットモジュール１は、プラズマ環境により、部分的に有害な損傷を被った場合、損傷した遮蔽ファセット２のみの部分交換が容易であるので、従来の設計概念のようにブランケットモジュール１個を破棄したり、複雑な構造である分離型の第一壁構造だけを交換したりするようなことはなくなり、経済的である。
【００２０】
また、多数の遮蔽ファセット２が並列に隙間４をあけて溶接固定された後壁５には、配管型式のヘッダー３３、３４あるいは矩形溝型式のヘッダー、４１、４２を設けて、ヘッダー機能に冷却機能を兼ね備えさせているので、中性子負荷から生じる核発熱に対して冷却効果があり、従来のように後壁に対して専用の冷却通路を設ける必要がなく、遮蔽体部の冷却水を後壁部に流すなど考慮を払う必要がない。
【００２１】
また、上記後壁５には後面左右両側端にＬ形の取付部４３がポロイダル方向で突設されているので、図９に示すように真空容器又はバックプレート５０の支持脚５１に前面側よりブランケットモジュール１をボルト５２により固定するのは容易であり、また図１０に示すように真空容器又はバックプレート５０の支持脚５１にブランケットモジュール１を溶接機５３により側方より溶接するのは容易である。
【００２２】
以上述べた核融合炉のブランケットモジュール構造は、遮蔽ブランケットモジュールの場合であるが、増殖ブランケットモジュールにも適用できるものである。その実施形態を図１１により説明すると、５５は増殖ブランケットモジュールで、この増殖ブランケットモジュール５５は、トロイダル方向（左右方向）に細かく分割して多数個（例えば４〜６個）の増殖ファセット５６となすと共に夫々ポロイダル方向（図１１において上下方向）で後面上下両端部に取付脚５７、５７′を突設し、この多数個の増殖ファセット５６を一定寸法（例えば２〜３ｍｍ）の隙間５８をあけてトロイダル方向に並列させ、取付脚５７、５７′にて後壁５９の前面上下両端部に設けた突出部６０、６０′に溶接固定して、後壁５９との間に空隙６１を形成して成るものである。
【００２３】
上記構成のブランケットモジュール構造において、各増殖ファセット５６は、図１２に示すように前側内部に独立した増殖体６２を前後方向に重層して複数、本例の場合四体設け、後側内部に独立した増殖体６３を左右方向に重ねて複数、本例の場合三体設けて成り、各増殖体６２、６３は増倍材（Ｂｅなど）６４にて増殖材（酸化Ｌｉなど）６５を内包してなるものである。
【００２４】
上記のように独立した増殖体６２、６３を供えた増殖ファセット５６をトロイダル方向に隙間５８をあけて並列させ、取付脚５７、５７′にて後壁５９の前面上下両端部に設けた突出部６０、６０′に溶接固定して、後壁５９との間に空隙６１を形成した増殖ブランケットモジュール５５は、多数の増殖ファセット５６が各々独立して増殖ブランケットの機能を果たすので、効率のよい増殖作用をすることになる。
【００２５】
【発明の効果】
以上の説明で判るように本発明の核融合炉のブランケットモジュール構造は、トロイダル方向で多数個の小さな遮蔽ファセットを後壁に対し並列に一定寸法の隙間をあけて溶接固定しているので、従来のようなスリット加工は全く不要で、一定寸法の隙間は従来よりも効果の大きい後壁までの深い貫通スリットとなって、電磁力の大幅な低減を図ることができ、その上各遮蔽ファセットと後壁との間に空隙が形成されているので、半径方向の電流の流れが大きく遮られ、過大電磁力が低減される。しかも各遮蔽ファセットは第一壁が遮蔽体となっているので、従来のような複雑な脚部構造が必要となる分離型第一壁構造は採用する必要がなく、電磁力に耐える強度はより確実なものとなる。
【００２６】
また、各遮蔽ファセットの第一壁及び遮蔽体は、ヘッダーの切削加工、冷却材流路のドリル加工、ヘッダーの封塞板の溶接固定、冷却材流路の端部を封塞するプラギング、入口管、出口管の取り付け等の簡素で安価な既存の製作方法により製作され、しかも第一壁と遮蔽体はＨＩＰ接合により一体化されるので、そのＨＩＰ接合には小型で安価なＨＩＰ装置で対応できる。
【００２７】
また、上記のブランケットモジュール構造では、プラズマ環境により、部分的に有害な損傷を被った場合、損傷した遮蔽ファセットのみの部分交換が容易であるので、従来のようにブランケットモジュール１個を破棄するようなことはなくなり、経済的である。
【００２８】
また、多数の遮蔽ファセットが並列に隙間をあけて溶接固定された後壁にヘッダーを設けて、ヘッダー機能に冷却機能を兼ね備えさせているので、中性子負荷から生じる核発熱に対して冷却効果があり、従来のように後壁に対して専用の冷却通路を設ける必要がない。さらに、この後壁には後面左右両側端に取付部が突設されているので、真空容器又はバックプレートにボルト又は溶接により固定するのが容易である。
【００２９】
さらに、本発明の核融合炉のブランケットモジュール構造は、増殖ブランケットモジュールにも適用でき、多数の分割した増殖ファセット内に独立した増殖体を設けることにより、各増殖ファセットは独立して増殖ブランケットの機能を果たすことになり、効率のよい増殖作用をすることになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による核融合炉のブランケットモジュール構造の１つの実施形態を示す概略斜視図である。
【図２】図１のブランケットモジュール構造における遮蔽ファセットを示す概略斜視図である。
【図３】図２の遮蔽ファセットの一例を示す分解斜視図である。
【図４】図３の遮蔽ファセットを組立てた時の縦断側面図である。
【図５】図２の遮蔽ファセットの他の例を示す分解斜視図である。
【図６】図５の遮蔽ファセットを組立てた時の縦断側面図である。
【図７】図１のブランケットモジュールにおける後壁の入口ヘッダー、出口ヘッダーの一例を示す分解斜視図である。
【図８】図７の後壁の入口ヘッダー、出口ヘッダーに代わる他の例を示す分解斜視図である。
【図９】図１のブランケットモジュールを真空容器又はバックプレートにボルトにより固定する状態を示す斜視図である。
【図１０】図１のブランケットモジュールを真空容器又はバックプレートに溶接により固定する状態を示す斜視図である。
【図１１】本発明による核融合炉のブランケットモジュール構造の他の１つの実施形態を示す概略斜視図である。
【図１２】図１１のブランケットモジュール構造における増殖ファセットを示す横断斜視図である。
【図１３】核融合炉においてプラズマディスラプション時に従来のバックプレート及びブランケット内を流れる電磁誘導による過大電流の流れと、ブランケットにかかる面圧（引張り圧力）とせん断力を示す図である。
【符号の説明】
１ 遮蔽ブランケットモジュール
２ 遮蔽ファセット
３、３′ 取付脚
４ 隙間
５ 後壁
６、６′ 突出部
７ 空隙
８ コ字形の第一壁
９ 箱形の遮蔽体
１０、１０′ ヘッダー
１１ 冷却材流路
１２、１２′ ヘッダー
１３ 冷却材流路
１４、１４′ ヘッダー
１５ 冷却材流路
１６ 入口管
１７ 出口管
１８、１９、２０ ヘッダー
２１、２２、２３、２６ 冷却材流路
２４、２５ 連絡溝
３１、３２ 挿通口
３３、３４ 配管型式のヘッダー
３３ａ、３４ａ 分岐配管
３３ｂ 入口管
３４ｂ 出口管
３５、３６ 矩形溝
３７ 入口管
３８ 出口管
３９、４０ 封塞板
４１、４２ 矩形溝型式のヘッダー
４３ 取付部
４５ プラギング
５０ 真空容器又はバックプレート
５１ 支持脚
５２ ボルト
５３ 溶接機
５５ 増殖ブランケットモジュール
５６ 増殖ファセット
５７、５７′ 取付脚
５８ 隙間
５９ 後壁
６０、６０′ 突出部
６１ 空隙
６２、６３ 増殖体
６４ 増倍材
６５ 増殖材
【発明の属する技術分野】
本発明は、核融合炉のブランケットモジュール構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
核融合炉においては、プラズマディスラプション時に、電磁誘導による電流が図１３の矢印に示すようにバックプレート１０３及びブランケット１０１内を流れ、その電流とプラズマの閉じ込め用に超電導コイルが作る磁場との作用でブランケット１０１に電磁力が働く。バックプレート１０３及びブランケット１０１に電流が流れるのは、プラズマ電流が増減すると、電磁誘導によりバックプレート１０３及びブランケット１０１に渦電流が流れるからである。
【０００３】
プラズマディスラプション時のプラズマ電流の変化及び超電導コイルの作る磁場が共に大きいことによりブランケット１０１に働く電磁力は巨大となり、これに耐えるには、ブランケット１０１のバックプレート１０３への溶接脚１０１ｚを剛構造にすることが必要である。即ち、ブランケット１０１に働く電磁力により、図１３に示すようにブランケット１０１に矢印Ｑに示す面圧（引張り圧力）が例えば１ＭＰａ≒１０ａｔｍかかり、しかも矢印Ｓｕ、Ｓｄで示す上下方向のせん断力が例えば１ＭＮ（トータル荷重）がかかるため、溶接脚１０１ｚを剛構造にすることが必要である。
【０００４】
しかし、溶接脚１０１ｚを剛構造にすると、熱応力が増加してしまう。また、ブランケット１０１を流れる電流を抑制するには、溶接脚ではなく絶縁ボルトによりブランケット１０１をバックプレート１０３に結合する方法があるが、この場合には絶縁ボルトでの発熱による温度上昇や耐電気絶縁性材料の耐久性に問題がある。
【０００５】
このような問題を解決する手段として、特開２０００−２４１５７８に開示されるように、ブランケットにポロイダル方向でスリットを設けたり、ブランケットを数枚の板状ブランケットとなして、これを周縁に電気絶縁材を介して接合し板状ブランケット間に隙間を形成したり、あるいは接合面全面に電気絶縁材を介在して接合したりして、スリットや隙間であるいは電気絶縁材で電流を遮断するようにしたものがあり、これにより核融合炉におけるプラズマディスラプション時に、電磁誘導により電流がブランケット内を流れにくくなり、従って、その電流と超電導コイルの作る磁場との作用でブランケットに働く電磁力が低減される。その結果、バックプレートへブランケットを取り付けるための溶接脚や絶縁ボルトに要求する強度が大きく軽減される。
【０００６】
しかしながら、上記特開２０００−２４１５７８に開示されるブランケット構造では、電磁力低減のためにブランケットの製作加工前後に、ポロイダル方向、半径方向などにウォータージェット加工、放電加工、ワイヤーカット加工などによるスリット加工を必要とした、また、スリット深さにも制約があってブランケットの半分程度の深さ＝最長２００ｍｍ程度であった。ウォータージェット加工による場合は、２００ｍｍ深さになると、切り口が波形状に乱れる現象が生じる場合があった。従って、加工精度、加工コスト、スリット付与に難点があった。さらに、従来の上記ブランケット構造では、電磁力低減のために電導性の良い銅材から成る第一壁と遮蔽体とを分離する分離型構造を採っているため、分離型第一壁は支持脚部が遮蔽体を貫通するような複雑な構造の採択が余儀なくされ、複雑かつ高コストの設計が必要であった。一方、一体型ＨＩＰ法による第一壁と遮蔽体との接合では、大型ＨＩＰ装置が必要となり、高コストを招く原因ともなっていた。さらにまた、プラズマ環境により部分的に有意な損傷を被った場合、従来はブランケットモジュール１個を廃棄する必要があり、無駄が多くなっていた。その上従来のブランケット構造では、中性子負荷から生じる核発熱に対しては、後壁部に対してもそれ専用の冷却通路を設ける必要があり、しかも遮蔽体部の冷却水を後壁部に流すなどの考慮が必要であった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明は、従来のブランケット構造のように高価で高度な技術を要する電磁力低減用のスリット加工を施す必要がなく、また複雑な脚部構造が必要となる分離型第一壁構造を採用する必要がなく、さらに大型ＨＩＰ装置を用いる必要がなく、また部分的な損傷を被った場合、その部分のみ交換すればよく、その上冷却水を後壁部に流すための冷却通路を加工する必要のない核融合炉のブランケットモジュール構造を提供しようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明の核融合炉のブランケットモジュール構造は、遮蔽ブランケットモジュールをトロイダル方向に細かく分割して多数個の遮蔽ファセットとなすと共に夫々ポロイダル方向で後面上下両端部に取付脚を形成し、この多数個の遮蔽ファセットを一定寸法の隙間をあけてトロイダル方向に並列させ、取付脚にて後壁の前面上下両端部に設けた突出部に溶接固定して、後壁との間に空隙を形成して成り、各遮蔽ファセットは、コ字形の第一壁と箱形の遮蔽体とより成り、前記第一壁が遮蔽体に嵌着され、ＨＩＰ接合により一体化されている核融合炉のブランケットモジュール構造において、各遮蔽ファセットのコ字形の第一壁は、ポロイダル方向でコ字形に形成され、その上下両端部にトロイダル方向で出口側及び入口側のヘッダーが形成され、その上下のヘッダー間にコ字形の冷却材通路が多数並列に形成されて成り、各遮蔽ファセットの箱形の遮蔽体は、後面上下両端部の取付脚の内部のヘッダーが形成され、上下両面側にヘッダーが形成され、この上下のヘッダー間に多数の冷却材通路が複数層並列に形成され、前記後面上端部の取付脚の内部にヘッダーと下面側のヘッダーとの間に冷却材流路が多数並列に形成され、遮蔽体の上面側のヘッダーと第一壁の上端部のヘッダーは連通され、第一壁の下端部のヘッダーと遮蔽体の下面側のヘッダーは連通され、遮蔽体の後面上部には前記後面上端部の取付脚の内部のヘッダーに連通する入口管又は出口管が取り付けられ、遮蔽体の後面下端部には前記後面下端部の取付脚の内部のヘッダーに連通する出口管又は入口管が取り付けられていることを特徴とするものである。
【０００９】
上記の核融合炉のブランケットモジュール構造において、各遮蔽ファセットのコ字形の第一壁は、ポロイダル方向でコ字形に形成され、その上下両端部にトロイダル方向で出口側及び入口側のヘッダーが形成され、その上下のヘッダー間にコ字形の冷却材通路が多数並列に形成されて成り、各遮蔽ファセットの箱形の遮蔽体は、後面の上部、下部、中間部、下部に夫々ヘッダーが形成され、上部のヘッダーと中間部のヘッダーとの間にコ字形の冷却材流路が複数形成され、中間部のヘッダーから遮蔽体の下部にかけて前記冷却材流路と同列に冷却材流路が形成され、この冷却材流路に連なって遮蔽体の前側位置で長いコ字形の冷却材流路が形成され、この冷却材流路が前記第一壁の上端部のヘッダーに連通する連絡溝に連通され、前記遮蔽体の後面下部のヘッダーは第一壁の下端部のヘッダーに連通する連絡溝と冷却材流路にて連通され、遮蔽体の上部のヘッダーと下部のヘッダーには入口管と出口管が取り付けられていることが好ましい。
【００１０】
前記の各核融合炉のブランケットモジュール構造において、後壁は、前面の上下端部に多数個の遮蔽ファセットを取付脚にて溶接固定した突出部を有し、前面の上下に多数個の遮蔽ファセットの入口管と出口管を挿入した多数の挿通口を有し、その多数の挿通口の反対側には後面より配管型式のヘッダーが挿入固定されるか又は矩形溝型式のヘッダーが設けられ、後面左右両側端には真空容器又はバックプレートにボルト又は溶接にて固定するＬ形の取付部がポロイダル方向で突設されていることが好ましい。
【００１１】
本発明の核融合炉のブランケットモジュール構造の他の１つは、増殖ブランケットモジュールをトロイダル方向に細かく分割して多数個の増殖ファセットとなすと共に夫々ポロイダル方向で後面側上下両端部に取付脚を形成し、この多数個の増殖ファセットを一定寸法の隙間をあけてトロイダル方向に並列させ、取付脚にて後壁の前面上下両端部に設けた突出部に溶接固定して成る核融合炉のブランケットモジュール構造において、各増殖ファセットは、前側内部に独立した増殖体を前後方向に重層して複数設け、後側内部に独立した増殖体を左右方向に並列に複数設けてなり、各増殖体は増倍材にて増殖材を内包してなることを特徴とするものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明による核融合炉のブランケットモジュール構造の１つの実施形態を図によって説明する。図１において、１は遮蔽ブランケットモジュールで、この遮蔽ブランケットモジュール１は、トロイダル方向（図１において左右方向）に細かく分割して多数個（例えば６〜８個）の遮蔽ファセット２となすと共に夫々ポロイダル方向（図１において上下方向）で後面上下両端部に取付脚３、３′を突設し、この多数個の遮蔽ファセット２を一定寸法（例えば２〜３ｍｍ）の隙間４をあけてトロイダル方向に並列させ、取付脚３、３′にて後壁５の前面上下端部に設けた突出部６、６′に溶接固定して、後壁５との間に空隙７を形成して成り、各遮蔽ファセット２は、図２に示すようにコ字形の第一壁８と箱形の遮蔽体９とより成り、前記第一壁８が遮蔽体９に嵌合され、ＨＩＰ接合により一体化されて成る。この遮蔽ブランケットモジュール１において、上記各遮蔽ファセット２のコ字形の第一壁８の１つは、図３に示すようにポロイダル方向でコ字形に形成され、その上下両端部にトロイダル方向で入口側のヘッダー１０及び出口側のヘッダー１０′が形成され、その上下のヘッダー１０、１０′間にコ字形の冷却材流路１１がトロイダル方向で多数並列に形成されている。各遮蔽ファセット２の箱形の遮蔽体９の１つは、図３、図４に示すように後面上下両端部の取付脚３、３′の内部に大、小のヘッダー１２、１２′が形成され、遮蔽体９の上下両面側にヘッダー１４、１４′が形成され、この上下のヘッダー１４、１４′間に多数の冷却材流路１５が複数層並列に形成されている。前記ヘッダー１２とヘッダー１４′との間には冷却材流路１３が多数並列に形成され、ヘッダー１４と第一壁８のヘッダー１０とは連通するようにしてあり、第一壁８のヘッダー１０′と遮蔽体９のヘッダー１２′とは連通するようにしてある。遮蔽体９の後面上部には前記ヘッダー１２に連通する入口管１６が取り付けられ、後面下端部には前記ヘッダー１２′に連通する出口管１７が取り付けられている。
【００１３】
このように構成された遮蔽ファセット２において、冷却材は入口管１６から遮蔽体９のヘッダー１２に入り、ヘッダー１２から冷却材流路１３を通ってヘッダー１４′に入り、ヘッダー１４′から冷却材流路１５を通ってヘッダー１４に入り、ヘッダー１４から第一壁８のヘッダー１０に入り、ヘッダー１０から冷却材流路１１を通ってヘッダー１０′に入り、ヘッダー１０′から遮蔽体９のヘッダー１２′に入り、ヘッダー１２′から出口管１７を通って出る。
【００１４】
各遮蔽ファセット２のコ字形の第一壁８の他の１つと箱形の遮蔽体９の他の１つを図５、図６によって説明する。第一壁８は、ポロイダル方向でコ字形に形成され、その上下両端部にトロイダル方向で入口側のヘッダー１０及び出口側のヘッダー１０′が形成され、その上下のヘッダー１０、１０′間にコ字形の冷却材流路１１がトロイダル方向で多数並列に形成されている。遮蔽体９は、後面の上部、中間部、下部に、夫々ヘッダー１８、１９、２０が形成され、上部のヘッダー１８と中間部のヘッダー１９との間にコ字形の冷却材流路２１が複数並列に形成され、中間部のヘッダー１９から遮蔽体９の下部にかけて冷却材流路２１と同列に冷却材流路２２が形成され、この冷却材流路２２に連なって遮蔽体９の前側位置で長いコ字形の冷却材流路２３が形成され、この冷却材流路２３が前記第一壁８の上端部のヘッダー１０に連通する連絡溝２４に連通されている。前記遮蔽体９の後面下部のヘッダー２０は、前記第一壁８の下端部のヘッダー１０′と連通する連絡溝２５と冷却材流路２６にて連なっている。前記遮蔽体９の上部のヘッダー１８と下部のヘッダー２０には入口管１６と出口管１７が取り付けられている。
【００１５】
このように構成された遮蔽ファセット２において、冷却材は入口管１６から遮蔽体９のヘッダー１８に入り、ヘッダー１８から冷却材流路２１を通ってヘッダー１９に入り、ヘッダー１９から冷却材流路２２、冷却材流路２３を通って連絡溝２４に入り、連絡溝２４から第一壁８のヘッダー１０に入り、ヘッダー１０から冷却材流路１１を通ってヘッダー１０′に入り、ヘッダー１０′から遮蔽体９の連絡溝２５に入り、連絡溝２５から冷却材流路２６を通ってヘッダー２０に入り、ヘッダー２０から出口管１７を通って出る。
【００１６】
前記の各核融合炉のブランケットモジュール構造において、図１に示される後壁５は、前述の如く前面の上下両端部に多数個の遮蔽ファセット２を取付脚３、３′にて溶接固定した突出部６、６′を有し、前面の上下に図７に示すように多数個の遮蔽ファセット２の入口管１６と出口管１７を挿入した多数の挿通口３１、３２を有し、その多数の挿通口３１、３２の反対側には後面より配管型式のヘッダー３３、３４が各分岐配管３３ａ、３４ａが挿入固定され、この配管型式のヘッダー３３、３４の後側には夫々１個の入口管３３ｂ、出口管３４ｂが取り付けられている。配管型式のヘッダー３３、３４の代りに、図８に示すように多数の挿通口３１、３２の後半部に夫々矩形溝３５、３６をトロイダル方向（左右方向）に設け、この矩形溝３５、３６の開口面に入口管３７、出口管３８を備えた封塞板３９、４０を溶接して矩形溝型式のヘッダー４１、４２を形成してもよい。後壁５の後面左右両側端には真空容器又はバックプレートにボルト又は溶接にて固定するＬ形の取付部４３がポロイダル方向で突設されている。
【００１７】
上記のように構成された核融合炉のブランケットモジュール構造において、遮蔽ブランケットモジュール１は、トロイダル方向で多数個の小さな遮蔽ファセット２を後壁５に対し並列に一定寸法の隙間４をあけて後面上下両端の取付脚３、３′にて溶接固定しているので、従来のように加工精度、加工コスト、スリット付与に難点のあったスリット加工は全く不要となり、一定寸法の隙間４が従来よりも多いポロイダル方向の後壁５までの深い（約５００ｍｍ）貫通スリットとなって、電磁力の大幅な低減を図ることができる。その上各遮蔽ファセット２の背後には後壁５との間で空隙７が形成されているので、半径方向の電流の流れも大きく遮られる結果、過大電磁力を低減できる。また、多数個の小さな遮蔽ファセット２は、第一壁８と遮蔽体９とが一体となっているので、従来のように複雑な脚部構造が必要となる分離型第一壁構造は採用する必要がなくなり、電磁力の低減はより確実なものとなる。
【００１８】
上記多数個の遮蔽ファセット２の第一壁８は、ヘッダー１０、１０′の切削加工と、冷却材流路１１のドリル加工や半割れ板はさみ込みＨＩＰで第一壁８と遮蔽体９を同時に接合などの方法で製作され、図３、図４に示される遮蔽体９は、ヘッダー１２、１２′、１４、１４′の切削加工と、その開口面への封塞板１２ａ、１４ａの溶接固定と、冷却材流路１３、１５のドリル加工と、入口管１６、出口管１７の取り付けで製作され、図５、図６に示される遮蔽体８は、ヘッダー１８、１９、２０、連絡溝２４、２５の切削加工と、その開口面への封塞板１８ａ、１９ａ、２０ａ、２４ａ、２５ａの溶接固定と、冷却材流路２１、２２、２３、２６、これらを夫々トロイダル方向で連絡する流路２１ａ、２２ａ、２３ａ、２６ａのドリル加工と、遮蔽体９の外面に開口された冷却材流路２１、２２、２３、２６及び流路２１ａ、２２ａ、２３ａ、２６ａの端部を封塞するプラギング４５と、入口管１６、出口管１７の取り付けで製作されるので、第一壁８と遮蔽体９は簡素で安価な既存の製作方法により製作され、しかも第一壁８と遮蔽体９はＨＩＰ接合により一体化されるので、そのＨＩＰ接合には小型、安価なＨＩＰ装置で対応できる。
【００１９】
また、上記遮蔽ブランケットモジュール１は、プラズマ環境により、部分的に有害な損傷を被った場合、損傷した遮蔽ファセット２のみの部分交換が容易であるので、従来の設計概念のようにブランケットモジュール１個を破棄したり、複雑な構造である分離型の第一壁構造だけを交換したりするようなことはなくなり、経済的である。
【００２０】
また、多数の遮蔽ファセット２が並列に隙間４をあけて溶接固定された後壁５には、配管型式のヘッダー３３、３４あるいは矩形溝型式のヘッダー、４１、４２を設けて、ヘッダー機能に冷却機能を兼ね備えさせているので、中性子負荷から生じる核発熱に対して冷却効果があり、従来のように後壁に対して専用の冷却通路を設ける必要がなく、遮蔽体部の冷却水を後壁部に流すなど考慮を払う必要がない。
【００２１】
また、上記後壁５には後面左右両側端にＬ形の取付部４３がポロイダル方向で突設されているので、図９に示すように真空容器又はバックプレート５０の支持脚５１に前面側よりブランケットモジュール１をボルト５２により固定するのは容易であり、また図１０に示すように真空容器又はバックプレート５０の支持脚５１にブランケットモジュール１を溶接機５３により側方より溶接するのは容易である。
【００２２】
以上述べた核融合炉のブランケットモジュール構造は、遮蔽ブランケットモジュールの場合であるが、増殖ブランケットモジュールにも適用できるものである。その実施形態を図１１により説明すると、５５は増殖ブランケットモジュールで、この増殖ブランケットモジュール５５は、トロイダル方向（左右方向）に細かく分割して多数個（例えば４〜６個）の増殖ファセット５６となすと共に夫々ポロイダル方向（図１１において上下方向）で後面上下両端部に取付脚５７、５７′を突設し、この多数個の増殖ファセット５６を一定寸法（例えば２〜３ｍｍ）の隙間５８をあけてトロイダル方向に並列させ、取付脚５７、５７′にて後壁５９の前面上下両端部に設けた突出部６０、６０′に溶接固定して、後壁５９との間に空隙６１を形成して成るものである。
【００２３】
上記構成のブランケットモジュール構造において、各増殖ファセット５６は、図１２に示すように前側内部に独立した増殖体６２を前後方向に重層して複数、本例の場合四体設け、後側内部に独立した増殖体６３を左右方向に重ねて複数、本例の場合三体設けて成り、各増殖体６２、６３は増倍材（Ｂｅなど）６４にて増殖材（酸化Ｌｉなど）６５を内包してなるものである。
【００２４】
上記のように独立した増殖体６２、６３を供えた増殖ファセット５６をトロイダル方向に隙間５８をあけて並列させ、取付脚５７、５７′にて後壁５９の前面上下両端部に設けた突出部６０、６０′に溶接固定して、後壁５９との間に空隙６１を形成した増殖ブランケットモジュール５５は、多数の増殖ファセット５６が各々独立して増殖ブランケットの機能を果たすので、効率のよい増殖作用をすることになる。
【００２５】
【発明の効果】
以上の説明で判るように本発明の核融合炉のブランケットモジュール構造は、トロイダル方向で多数個の小さな遮蔽ファセットを後壁に対し並列に一定寸法の隙間をあけて溶接固定しているので、従来のようなスリット加工は全く不要で、一定寸法の隙間は従来よりも効果の大きい後壁までの深い貫通スリットとなって、電磁力の大幅な低減を図ることができ、その上各遮蔽ファセットと後壁との間に空隙が形成されているので、半径方向の電流の流れが大きく遮られ、過大電磁力が低減される。しかも各遮蔽ファセットは第一壁が遮蔽体となっているので、従来のような複雑な脚部構造が必要となる分離型第一壁構造は採用する必要がなく、電磁力に耐える強度はより確実なものとなる。
【００２６】
また、各遮蔽ファセットの第一壁及び遮蔽体は、ヘッダーの切削加工、冷却材流路のドリル加工、ヘッダーの封塞板の溶接固定、冷却材流路の端部を封塞するプラギング、入口管、出口管の取り付け等の簡素で安価な既存の製作方法により製作され、しかも第一壁と遮蔽体はＨＩＰ接合により一体化されるので、そのＨＩＰ接合には小型で安価なＨＩＰ装置で対応できる。
【００２７】
また、上記のブランケットモジュール構造では、プラズマ環境により、部分的に有害な損傷を被った場合、損傷した遮蔽ファセットのみの部分交換が容易であるので、従来のようにブランケットモジュール１個を破棄するようなことはなくなり、経済的である。
【００２８】
また、多数の遮蔽ファセットが並列に隙間をあけて溶接固定された後壁にヘッダーを設けて、ヘッダー機能に冷却機能を兼ね備えさせているので、中性子負荷から生じる核発熱に対して冷却効果があり、従来のように後壁に対して専用の冷却通路を設ける必要がない。さらに、この後壁には後面左右両側端に取付部が突設されているので、真空容器又はバックプレートにボルト又は溶接により固定するのが容易である。
【００２９】
さらに、本発明の核融合炉のブランケットモジュール構造は、増殖ブランケットモジュールにも適用でき、多数の分割した増殖ファセット内に独立した増殖体を設けることにより、各増殖ファセットは独立して増殖ブランケットの機能を果たすことになり、効率のよい増殖作用をすることになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による核融合炉のブランケットモジュール構造の１つの実施形態を示す概略斜視図である。
【図２】図１のブランケットモジュール構造における遮蔽ファセットを示す概略斜視図である。
【図３】図２の遮蔽ファセットの一例を示す分解斜視図である。
【図４】図３の遮蔽ファセットを組立てた時の縦断側面図である。
【図５】図２の遮蔽ファセットの他の例を示す分解斜視図である。
【図６】図５の遮蔽ファセットを組立てた時の縦断側面図である。
【図７】図１のブランケットモジュールにおける後壁の入口ヘッダー、出口ヘッダーの一例を示す分解斜視図である。
【図８】図７の後壁の入口ヘッダー、出口ヘッダーに代わる他の例を示す分解斜視図である。
【図９】図１のブランケットモジュールを真空容器又はバックプレートにボルトにより固定する状態を示す斜視図である。
【図１０】図１のブランケットモジュールを真空容器又はバックプレートに溶接により固定する状態を示す斜視図である。
【図１１】本発明による核融合炉のブランケットモジュール構造の他の１つの実施形態を示す概略斜視図である。
【図１２】図１１のブランケットモジュール構造における増殖ファセットを示す横断斜視図である。
【図１３】核融合炉においてプラズマディスラプション時に従来のバックプレート及びブランケット内を流れる電磁誘導による過大電流の流れと、ブランケットにかかる面圧（引張り圧力）とせん断力を示す図である。
【符号の説明】
１ 遮蔽ブランケットモジュール
２ 遮蔽ファセット
３、３′ 取付脚
４ 隙間
５ 後壁
６、６′ 突出部
７ 空隙
８ コ字形の第一壁
９ 箱形の遮蔽体
１０、１０′ ヘッダー
１１ 冷却材流路
１２、１２′ ヘッダー
１３ 冷却材流路
１４、１４′ ヘッダー
１５ 冷却材流路
１６ 入口管
１７ 出口管
１８、１９、２０ ヘッダー
２１、２２、２３、２６ 冷却材流路
２４、２５ 連絡溝
３１、３２ 挿通口
３３、３４ 配管型式のヘッダー
３３ａ、３４ａ 分岐配管
３３ｂ 入口管
３４ｂ 出口管
３５、３６ 矩形溝
３７ 入口管
３８ 出口管
３９、４０ 封塞板
４１、４２ 矩形溝型式のヘッダー
４３ 取付部
４５ プラギング
５０ 真空容器又はバックプレート
５１ 支持脚
５２ ボルト
５３ 溶接機
５５ 増殖ブランケットモジュール
５６ 増殖ファセット
５７、５７′ 取付脚
５８ 隙間
５９ 後壁
６０、６０′ 突出部
６１ 空隙
６２、６３ 増殖体
６４ 増倍材
６５ 増殖材
Claims (4)
- 遮蔽ブランケットモジュールをトロイダル方向に細かく分割して多数個の遮蔽ファセットとなすと共に夫々ポロイダル方向で後面上下両端部に取付脚を突設し、この多数個の遮蔽ファセットを一定寸法の隙間をあけてトロイダル方向に並列させ、取付脚にて後壁の前面上下両端部に設けた突出部に溶接固定して、後壁との間に空隙を形成して成り、各遮蔽ファセットは、コ字型の第一壁と箱型の遮蔽体とより成り、前記第一壁が遮蔽体に嵌着され、ＨＩＰ接合により一体化されている核融合炉のブランケットモジュール構造において、各遮蔽ファセットのコ字形の第一壁は、ポロイダル方向でコ字形に形成され、その上下両端部にトロイダル方向で出口側及び入口側のヘッダーが形成され、その上下のヘッダー間にコ字形の冷却材通路が多数並列に形成されて成り、各遮蔽ファセットの箱形の遮蔽体は、後面上下両端部の取付脚の内部にヘッダーが形成され、上下両面側にヘッダーが形成され、この上下のヘッダー間に多数の冷却材通路が複数層並列に形成され、前記後面上端部の取付脚の内部のヘッダーと下面側のヘッダーとの間に冷却材流路が多数並列に形成され、遮蔽体の上面側のヘッダーと第一壁の上端部のヘッダーは連通され、第一壁の下端部のヘッダーと遮蔽体の下面側のヘッダーは連通され、遮蔽体の後面上部には前記後面上端部の取付脚の内部のヘッダーに連通する入口管又は出口管が取り付けられ、遮蔽体の後面下端部には前記後面下端部の取付脚の内部のヘッダーに連通する出口管又は入口管が取り付けられていることを特徴とする核融合炉のブランケットモジュール構造。
- 遮蔽ブランケットモジュールをトロイダル方向に細かく分割して多数個の遮蔽ファセットとなすと共に夫々ポロイダル方向で後面上下両端部に取付脚を突設し、この多数個の遮蔽ファセットを一定寸法の隙間をあけてトロイダル方向に並列させ、取付脚にて後壁の前面上下両端部に設けた突出部に溶接固定して、後壁との間に空隙を形成して成り、各遮蔽ファセットは、コ字型の第一壁と箱型の遮蔽体とより成り、前記第一壁が遮蔽体に嵌着され、ＨＩＰ接合により一体化されている核融合炉のブランケットモジュール構造において、各遮蔽ファセットのコ字形の第一壁は、ポロイダル方向でコ字形に形成され、その上下両端部にトロイダル方向で出口側及び入口側のヘッダーが形成され、その上下のヘッダー間にコ字形の冷却材通路が多数並列に形成されて成り、各遮蔽ファセットの箱形の遮蔽体は、後面の上部、中間部、下部に夫々ヘッダーが形成され、上部のヘッダーと中間部のヘッダーとの間にコ字形の冷却材流路が複数形成され、中間部のヘッダーから遮蔽体の下部にかけて前記冷却材流路と同列に冷却材流路が形成され、この冷却材流路に連なって遮蔽体の前側位置で長いコ字形の冷却材流路が形成され、この冷却材流路が前記第一壁の上端部のヘッダーに連通する連絡溝に連通され、前記遮蔽体の後面下部のヘッダーは第一壁の下端部のヘッダーに連通する連絡溝と冷却材流路にて連通され、遮蔽体の上部のヘッダーと下部のヘッダーには入口管と出口管が取り付けられていることを特徴とする核融合炉のブランケットモジュール構造。
- 請求項１または２に記載の核融合炉のブランケットモジュール構造において、後壁は、前面の上下端部に多数個の遮蔽ファセットを取付脚にて溶接固定した突出部を有し、前面の上下に多数個の遮蔽ファセットの入口管と出口管を挿入した多数の挿通口を有し、その多数の挿通口の反対側には後面より配管型式のヘッダーが挿入固定されるか又は矩形溝型式のヘッダーが設けられ、後面左右両側端には真空容器又はバックプレートにボルト又は溶接にて固定するＬ形の取付部がポロイダル方向で突設されていることを特徴とする核融合炉のブランケットモジュール構造。
- 増殖ブランケットモジュールをトロイダル方向に細かく分割して多数個の増殖ファセットとなすと共に夫々ポロイダル方向で後面上下両端部に取付脚を突設し、この多数個の増殖ファセットを一定寸法の隙間をあけてトロイダル方向に並列させ、取付脚にて後壁の前面上下両端部に設けた突出部に溶接固定して後壁との間に空隙を形成して成る核融合炉のブランケットモジュール構造において、各増殖ファセットは、前側内部 に独立した増殖体を前後方向に重層して複数設け、後側内部に独立した増殖体を左右方向に並列に複数設けてなり、各増殖体は増倍材にて増殖材を内包してなるものであることを特徴とする核融合炉のブランケットモジュール構造。
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| JP2003030507A JP3582013B2 (ja) | 2003-02-07 | 2003-02-07 | 核融合炉のブランケットモジュール構造 |
Publications (2)
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