JPH0127808B2

JPH0127808B2 -

Info

Publication number: JPH0127808B2
Application number: JP54011649A
Authority: JP
Inventors: Shuzo Susei; Hiroyoshi Nagai; Eisuke Mori; Shigeki Shimizu; Riichi Aota; Masaji Tokumitsu
Original assignee: Kawasaki Heavy Industries Ltd
Current assignee: Kawasaki Heavy Industries Ltd
Priority date: 1979-02-03
Filing date: 1979-02-03
Publication date: 1989-05-31
Also published as: JPS55103295A

Description

【発明の詳細な説明】この発明は、容器胴体部を２重殻構造とし、こ
の２重殻の間に冷媒通路を有する容器を、互いに
胴体接触させて、リング状に形成した冷却装置の
製造方法に関するものである。

たとえば、核融合炉におけるブランケツト容器
（冷却容器）には、その均一冷却等の手段として、
テーパ角筒状の容器胴体部を２重殻構造とし、そ
の２重殻の間に螺旋状の冷媒通路を設ける必要が
ある。つまり、容器の外周に熱交換器を設けたの
では、容器の均一かつ十分な冷却ができない。

上記２重殻構造の容器の製造方法としては、た
とえば、多数の溝を有する内筒体を外筒体に嵌合
させて、上記溝間において、両筒体を接合する方
法が考えられる。しかし、両筒体により大きなも
のである容器を形成しているので、曲げ加工精度
上の鑑点から、両筒体を相互に密着させた状態で
嵌合させるのは容易でない。つまり、上記溝間に
おいて両板材を気密に接合するのは容易でなく、
したがつて、胴体部を適正に製造できないおそれ
がある。

この点を解決する方法として、この発明者は、
多数の溝形の冷媒通路を有する板材と他の板材と
を重合させて、上記冷媒通路間において、両板材
を溶接することにより、十分に気密に接合し、こ
の合板体を曲成する方法をまず、発明した。とこ
ろが、冷却効率を向上させるために、冷媒通路を
傾斜して設ける必要があるので、曲成した合板体
同士を冷媒通路の端末部同士において接合する必
要がある。ここで、冷媒通路を閉塞することなく
接合するには、曲成した合板体の内側と外側とか
ら溶接する必要が生じ、溶接の能率が悪い。

また、第７図のように、上記ブランケツト容器
１０は、互いに胴体接触した状態でリング状に形
成されて、冷却装置Ｃを構成する。このように胴
体接触させるのは、上記容器１０内において昇温
した冷却液の圧力により、テーパ角筒状の上記容
器１０が変形するのを抑制するためである。とこ
ろが、各容器１０単体を製造する工程において、
各容器１０の外面に溶接ビードなどが生じ、各容
器１０を精度良く胴体接触させるのは困難であ
る。

この発明は上記の点に鑑みてなされたもので、
まず、多数の溝形の冷媒通路を有する板材と他の
板材とを重合させて接合した後に、接合した合板
体を曲成することにより、両筒体を容易かつ適正
に接合することができ、かつ重合した合板体を互
いに突き合せて筒状にする際に、両合板体におけ
る冷媒通路の端末部同志を電子ビーム溶接するこ
とにより、胴体部を適正にかつ能率良く製造で
き、しかも、上記両板材を重合させて上記接合を
する際に、拡散溶接または内側になる板材からの
電子ビーム溶接を用いることにより、胴体部の外
面に溶接ビードをなくして、精度良く胴体接触さ
せうる冷却装置の製造方法を提供することを目的
としている。

以下、この発明の実施例を図面にしたがつて説
明する。

第１図において、１０は上記のような必要に応
じて製造された胴体部１１を備えたブランケツト
容器を示すが、この胴体部１１を得るには、ま
ず、第２ａ図のように２枚の方形状の板材１２，
１２を準備して、この板材１２，１２の一側面に
第２ｂ図、第３図のように溝形の冷媒通路１３，
１３を切削加工により傾斜状に多数並設する。つ
ぎに、第２ｃ図のように各板材１２，１２に、こ
の各板材１２よりも薄い別の板材１４，１４をそ
れぞれ重合して、これにより各冷媒通路１３，１
３の一側開放部を閉塞、つまり、溝形の冷媒通路
１３を断面四角形の流路に形成した後、重合した
それぞれの板材１２，１４間を第３図の各冷媒通
路１３，１３間において薄い板材１４からの電子
ビーム溶接により気密に接合し、冷媒通路１３，
１３間での冷媒の漏洩を防止する。この場合、上
記電子ビーム溶接は溶接歪を小さく抑え、また、
内壁となる厚さの薄い板材１４側から施している
ので、溶融部１５が外壁となる板材１２の外面部
１６に露出せず、したがつて、第１図のブランケ
ツト容器１０を互いに面接触させる場合に適正に
面接触させることができる。また、薄い板材１４
から溶接するから、電子ビーム溶接が容易にな
る。なお、この電子ビーム溶接に代えて、拡散接
合手段を用いることができる。

つぎに、第２ｄ図のように、上記工程で得られ
た２つの合板体１７，１７の両端面１８，１８に
平面的な開先加工を施した後、第２ｅ図のよう
に、２つの合板体１７，１７を互に突き合わせて
角筒状になるように、冷媒通路１３を内側にして
コ形に折曲する。続いて、コ形に折曲した両合板
体１７，１７を第２ｆ図、第４図のように互に角
筒状に突き合わせて、その突き合わせ部１９に位
置する両冷媒通路１３，１３の端末部２０，２０
同士を接続させた状態で、両合板体１７，１７の
突き合わせ部１９に、外壁となる板材１２の外面
側から電子ビーム溶接を施して、両合板体１７，
１７間を気密に接合する。

ここで、上記合板体１７の突き合わせ部１９
は、第３図のように、冷媒通路１３の存在により
中空状となる。したがつて、上記冷媒通路１３を
閉塞することなく第２ｆ図の突き合わせ部１９を
溶接する方法として、アーク溶接などを施したの
は、外面側と内面側とから数層の溶接を施す必要
があるため、溶接作業の能率が悪い。これに対し
て、この発明は、上記突き合せ部１９の溶接とし
て、電子ビーム溶接を採用しているから、冷媒通
路１３を閉塞することなく、かつ第２ｆ図の板材
１２のたとえば外側からのみ、第４図の矢印２１
方向へ１パスで溶接することにより、上記突き合
せ部を十分溶け込ませて溶接することができる。
したがつて、溶接作業の能率が良い。しかも、電
子ビーム溶接を採用しているから、溶接歪が小さ
く抑制されるので、第１図のブランケツト容器１
０を互に面接触させて、リング状に複数配置する
場合に、適正に面接触させることができる。

上記のようにして、螺旋状の冷媒通路１３を有
する角筒状の胴体部１１が適正に得られるが、上
記のような製造方法に対して、第２ｆ図のよう
に、胴体部１１を構成する内筒体２２と外筒体２
３とを別々に形成した後、両者２２，２３を互に
嵌合し、接合する考えがある。しかし、加工精度
の誤差を考えると、内筒体２２、外筒体２３の相
互密着、特にコーナ部２４，２５でのそれが非常
に困難で、溶接不良を招き、冷媒通路１３，１３
間をその全長にわたつて遮断できないことがあ
る。この点、上記の製造方法によれば内筒体２２
と外筒体２３とは一体的に形成されるので、両コ
ーナ部２４，２５についてはもとより、その他の
部分においても、内筒体２２と外筒体２３とを互
に密着させることができる。

上記胴体部１１の製造後は、その内筒体２２、
外筒体２３の上下両端部に開先加工が施される。

そして、第１図のように、内筒体２２の下端部
に冷媒流入孔２６を有するドーム２７が、また、
外筒体２３の下端部に、この下端部を閉塞するド
ーム２８がそれぞれ溶接される。このようにし
て、ブランケツト容器１０が得られ、この容器１
０にはリチユームオキサイド３２Ｌやステンレス
３２Ｓなどが装填され、この装填後、内筒体２
２、外筒体２３の上端部にそれぞれの蓋体２９，
３０が順次溶接される。

ブランケツト容器１０は第２ｄ図に示された工
程で合板体１７の両端面１８，１８がテーパ状に
形成されることにより、第１図のようなテーパ部
３４，３４を有するが、このテーパ部３４，３４
で隣のブランケツト容器（図示せず）と胴体接触
して、第７図のように、リング状に複数配置され
る。

第８図は上記のようにリング状に配置されたブ
ランケツト容器１０を用いたトカマク型の核融合
炉の一例を示す。この図において、リング状のブ
ランケツト容器１０に囲まれた空所Ｓには、極く
低圧の重水素または三重水素などのガスが閉じ込
められている。５０は磁気コイルで、磁場により
上記ガスを数百万度ないし数千万度の高温にし
て、上記空所Ｓをプラズマ状態に保持することに
よつて、核融合反応を起こさせるものである。な
お、５１は断熱壁である。

Ｐは循環用ポンプで、冷媒（水またはナトリウ
ムなど）を第１の供給ヘツダ５２およびメイン配
管５３を介して、第２の供給ヘツダ５４に供給す
るものである。この第２の供給ヘツダ５４は、環
状の空所Ｓに沿つて環状に形成されており、分岐
配管５５を介して各ブランケツト容器１０におけ
る第１図の入口ノズル３１に連通している。

一方、出口ノズル３３は、図示していないが、
上記第８図の供給側と同様に、分岐配管、第２の
回収ヘツダ５６、メイン配管および第１の回収ヘ
ツダを介して、断熱壁５１の外方に導出されて、
ポンプＰに連通している。

つぎに、上記核融合炉の動作について簡単に説
明する。

第１図のリチウムオキサイド３２Ｌは、第８図
の空所Ｓの核融合プラズマから生じる中性子と核
反応を起こして発熱する。また、第１図のステン
レス３２Ｓは、中性子線がブランケツト容器１０
を貫通して外部へ漏れるのを防止するための吸収
バリアで、このステンレス３２に衡突した中性子
の運動エネルギを減衰させるので、やはり発熱す
る。

一方、上記第８図のポンプＰからは、冷媒が第
１の供給ヘツダ５２、メイン配管５３、第２の供
給ヘツダ５４、分岐配管５５および第１図の入口
ノズル３１を介して、上記冷媒通路１３に供給さ
れ、内筒２２の壁を冷却する。この内筒２２を冷
却した冷媒は、内筒２２の冷媒流入孔２６から内
筒２２内に入り、リチウムオキサイド３２Ｌおよ
びステンレス３２Ｓを冷却して、昇温する。その
後、冷媒は出口ノズル３３から導出されて、第８
図の第２の回収ヘツダ５６などを介して、ポンプ
Ｐに回収される。なお、上記昇温した冷媒はポン
プＰに回収される前に、図示していないが、発電
用の熱源として用いられる。

なお、上記核融合炉の基本的システムについて
は、たとえば、世界科学大事典（1977年発行、発
行所：株式会社講談社）に記載されている。

冷媒通路１３は切削加工により外筒体２３側に
形成したが、内筒体２２に同様に形成することが
でき、また、第５図のように、棒材３５を板材１
２ａの一側面に接合して形成することもできる。
第６図のように、胴体部１１は４つの合板体１７
から構成してもよい。

以上のように、この発明によれば、まず、重合
した合板体を曲成するから、大きなものである筒
状の容器における内側と外側の両板材が容易に気
密に接合され、また、各合板体の突き合せ部を電
子ビーム溶接するから、冷媒通路の端末部を閉塞
することなくかつ、十分に突き合せ部を溶け込ま
せて、たとえば１パスで接合できる。したがつ
て、胴体部を適正かつ能率良く製造することがで
きる。また、拡散溶接または胴体部の内側になる
薄い板材からの電子ビーム溶接により、両板材間
を各冷媒通路間において接合するから、冷却容器
を互いに面接触させる際に適正に面接触させるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明にしたがつて製造された胴体
部を有するブランケツト容器の一部破断正面図、
第２ａ図ないし第２ｆ図は胴体部の製造工程図、
第３図は板材同士の接合状態を示す断面図、第４
図は合板体同士の突き合わせ状態を示す一部破断
正面図、第５図は冷媒通路の他の形成例を示す断
面図、第６図は胴体部の他の形成例を示す平面
図、第７図は、ブランケツト容器が互いに胴体接
触されて形成される冷却装置の一部破断した概略
斜視図、第８図は核融合炉の一部を示す概略断面
図である。１０……冷却容器（ブランケツト容器）、１１
……胴体部、１２，１４……板材、１３……冷媒
通路、１７……合板体、１９……突き合わせ部、
２０……端末部、２７，２８……ドーム、２９，
３０……蓋体。

Claims

【特許請求の範囲】

１各板材の一側面に、溝形の冷媒通路を傾斜状
に多数並設する工程と、上記各板材にこの各板材
よりも薄い別の板材を重合して、これにより上記
冷媒通路の一側開放部を閉塞した後、重合した両
板材間を上記各冷媒通路間において拡散溶接また
は上記薄い板材からの電子ビーム溶接により、気
密に接合して一体の合板体を形成する工程と、上
記薄いほうの板材を内側にして上記合板体を互に
突き合わせてテーパ角筒状になるように折曲する
工程と、折曲後の各合板体を互に筒状に突き合わ
せて、その突き合わせ部に位置する上記冷媒通路
の端末部同士を接続させた状態で、各合板体の突
き合わせ部を電子ビーム溶接により気密に接合し
て胴体部を形成する工程と、上記胴体部の上下両
端部に一対のドームおよび蓋体を溶接して冷却容
器を形成する工程と、上記冷却容器を隣の冷却容
器と胴体接触させてリング状の冷却装置を形成す
る工程とを備えた冷却装置の製造方法。