JPH0285794A - 核融合装置用受熱板の交換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は核融合装置にあけるプラズマ真空容器の第１壁
として用いられ破損した古い受熱板を折しい受熱板に交
換するために使用される核融合装置用受熱板の交換装置
に関する。

（従来の技術） 核融合装置のプラズマ真空容器内壁に取り付けられる第
１壁としての受熱板（アーマタイル）は直接プラズマが
対向して入射ざ°れるため、大きい熱負荷１粒子負荷を
受けて破損することになり、核融合装置の野命中に何回
か交換する必要がおる。

従来の核融合装置用受熱板の交換装置を第３図および第
４図を参照しながら説明する。

第３図は核融合装置の右半分と、マニピュレータチェン
バ２が真空容器４に接続されている状態を縦断面で示し
ている。また、真空容器４内にはマニピュレータ３が挿
入され、受熱板１２を交換する状態も概念的に示してい
る。核融合装置１は内部にプラズマ（図示せず）を閉じ
込めかつ高真空状態を維持するトーラス状プラズマ真空
容器４と、この真空容器４の内側にプラズマを包囲する
ように遮蔽体およびブランケット５が一体に取り付けら
れている。このブランケット５は内部にトリチラム増殖
材としてのリチウムを収容し、このリチウムを冷却する
冷却材流路（図示せず）を備えている。そして、このブ
ランケット５はプラズマから放射される高エネルギーの
中性子と上記リチウムとを反応させてトリチウムを生成
させ、この発生する熱エネルギーを前記冷却材流路を流
れる冷却材を介してブランケット配管から外部へ取り出
す構成となっている。なお、しゃへい体はブランケット
５からもれ出た中性子を真空容器４の外へ出さないよう
に設けられている。

前記真空容器４の周囲には、真空容器４のトロイダル方
向にトコイダルコイルが、ボロイダル方向にはボロイダ
ルコイル（図示せず）が設置され、両者の発生する電磁
力により真空容器４内にプラズマを閉じ込めるとともに
、核融合反応が真空容器４内部で発生する。真空容器４
内で生成される不純物等は、ダイバータ、リミッタ等と
呼ばれる不純物除去装置で真空排気ダクト８を介して外
部へ排出される。不純物除去装置用配管９は不純物除去
装置用冷却水導入、排水のためのものである。

また真空容器４の内部と外界とを結ぶため真空容器４の
外側にはアクセスポート１０（メンテナンボートとも称
す）および真空容器４内との真空バウンダリを形成する
ためのシールドドア１１が取り付けられており、必要に
応じて外部から真空容器４内への出入りが可能な構造に
なっている。ざらに、プラズマと直接向い合うブランケ
ット５のプラズマ側にはプラズマからの熱２粒子等の各
種放射線からブランケット５を形成する構造材を守ると
ともにこの構造材から出る不純物をプラズマ中に混入さ
せないため第１壁１２が取り付けられている。

一方、マニピュレータチェンバー２はマニピュレータシ
ステムおよび受熱板等を格納して移送するための容器で
おるとともにアクセスポート１０と結合して真空容器４
内保持の真空バウンダリを形成するための容器ともなる
。チェンバー２の入口ボートには移送時チェンバー内部
を格納し、放射能汚染拡大防止用シャッタドアが設けら
れている。

マニピュレータシステムは作業用マニピュレータアーム
１３と、それを真空容器４内の所定位置までアクセスさ
せるトランスポータとしての多関節ブーム２０．自走台
車とからなっている。

第４図に従来使用されている第１壁１２の構造と、マニ
ピュレータ３のアーム１３に取着したハンド部１４が操
作されて受熱板１７を交換している状態を示す。すなわ
ち、第１壁１２はブランケット構造材１５のサポート１
６にモリブデン、タングステン、グラファイト等の高融
点材料からなる受熱板１７が直接ボルト１８により取り
付けられたものからなっている。構造材１５と受熱板１
７との熱膨張差による応力がサポート１６に集中しない
よう、受熱板１７は小さなブロック状にしてレンチ１９
によってボルト１８を締めサポート１６に取り付けてい
る。

古い受熱板１７を第１壁１２から取りはずし、新しい受
熱板と交換する場合にはまず第３図に示したようにマニ
ピュレータチェンバー２をアクセスポート１０に取り付
ける。マニピュレータチェンバー２内を減圧に排気し、
真空容器４の第１壁１２内の圧力とほぼ同じ圧力にする
。その後、ゲートバルブ２１とシールドドア１１を開け
る。真空容器４内にマニピュレータ３を挿入し、受熱板
１７の検査を行う。マニピュレータアーム１３の先端に
接続されているハンド部１４でレンチ１９を掴み、受熱
板１７のボルト１８をはずして受熱板１７を取り外す。

この受熱板１７を取り外す方法は一方のハンド部で受熱
板１７のボルト１８を取りはずし、他方のハンド部で受
熱板１７を取り外す。取り外された受熱板１７は多関節
ブーム２０を縮めてマニピュレータチェンバー２内に設
置されている使用済の古い受熱板収納箱内に格納される
。また、他に交換すべき受熱板１７があれば再び多関節
ブーム１３を伸ばして上記手順で受熱板を取りはずし収
納箱内に格納する。

（発明が解決しようとする課題） 第１壁１２の受熱板を交換するに際して、交換すべき破
損した古い受熱板の数がｎ枚あれば、マニピュレータ３
と多関節ブーム２０は核融合装置１の真空容器４内とマ
ニピュレータチェンバー２内を０回往復運動を行うこと
になる。つぎに新しい受熱板をマニピュレータチェンバ
ー２内の新しい受熱板収納箱から取り出して、上記操作
を逆に打つてブランケット構造部材１５に受熱板を取り
付ける。

新しい受熱板を取り付けるに際しても多関節ブーム２０
は０回往復運動することになる。

第１壁１２に受熱板１７の交換作業が終了すればシール
ドドア１１とゲートバルブ２１を閉じた後、ゲートバル
ブ２１とアクセスポート１０との締結を解除する。

このように、交換すべき受熱板がｎ枚あるとすれば多関
節ブームの往復運動は受熱板の取りはずしにｎ回、取り
付けにｎ回、合計２ｎ回行わなければならず、受熱板の
交換作業に時間が要り、延いては核融合装置の稼動率が
低下する課題があった。　本発明は上記課題を解決する
ためになされたもので、多関節ブームの往復運動を１回
行うだけで受熱板の交換を行うことができ、そのため受
熱板の交換時間を非常に短縮させて核融合装置の稼動率
を低下させない核融合装置用受熱板の交換装置を提供す
ることにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は核融合装置のプラズマ真空容器にこの真空容器
に取り付けられたアクセスポートを介してマニピュレー
タチェンバーを接続し、このマニピュレータチェンバー
内に格納されている多関節ブームに接続したマニピュレ
ータで前記真空容器の第１壁の受熱板を取り付けまたは
取りはずしの交換作業を行うための核融合装置用受熱板
の交換装置において、前記多関節ブームにレールを敷設
し、このレール上を新しい受熱板収納箱と古い受熱板収
納箱とが遠隔操作で走行し得るように構成したことを特
徴とする。

（作　用） 核融合装置の真空容器内に設けられた第１壁の破損して
いる受熱板をマニピュレータの一方のハンド部で受熱板
を取り付けているボルトをはずし、他方のハンド部で受
熱板を取り外して古い受熱板収納箱内に収納する。つぎ
に新しい受熱板収納箱から新しい受熱板を取り出して取
り外した受熱板の跡に取り付け、一方のハン下部でボル
ト締めしてブランケット構造材に固定する。このような
操作を交換しようとする受熱板の数の回数だけ真空容器
内で行う。この交換作業中は従来例のようにその都度多
関節ブームを真空タンク内へ出し入れしたり伸縮動作を
行う必要がなく、またアクセスドアおよびゲートバルブ
の開閉を行う必要もない。

そして、多関節ブームに敷設したレール上を古い受熱板
収納箱と新しい受熱板収納箱とが移動すればよいため、
多関節ブームが真空容器とマニピュレータチェンバー内
を往復運動して受熱板を一枚ずつ交換する必要がない。

よって、短時間で第１壁の受熱板を交換することができ
る。

（実施例） 第１図および第２図を参照しながら本発明に係る核融合
装置用受熱板の交換装置の一実施例を説明する。

なあ、第１図は本発明の要部のみ示しており、また第２
図は第１図の多関節ブームの関節部を拡大して斜視図で
示している。

第１図および第２図において符号４はプラズマ真空容器
内の１部を示しており、符号１２は第１壁の１部を示し
ている。第１壁１２には図示していないが、多数の受熱
板がボルト締めで固定されている。符号１０は真空容器
４に接続されたアクセスポートであり、アクセスポート
１０の他端は図示してないマニピュレータチェンバーに
接続している。

このアクセスポート１０．真空容器４内には多関節ブー
ム２０が敷設されており、多関節ブーム２０の他方は図
示してないマニピュレータチェンバー内まで延在してい
る。多関節ブーム２０の上面には二本のレール２２が設
けられている。レール２２には古い受熱板を収納する収
納箱２３が走行自在に載置されている。マニピュレータ
３のハンド部１４には取り外した受熱板１７が掴持され
た状態を示している。

第２図に部分的に拡大して示したように多関節ブーム２
０のリンク部２０ａにはレール２２が多段構造２４にな
っており、同一平面で自由に動くことができるように自
由に折り曲げることができる。

このように本実施例では多関節ブーム２０にレール２２
が設けられて、そのレール２２上を受熱板収納箱２３が
台車のように移動可能に構成されている。

ここで、多関節ブーム２０の真空容器４内への挿入方法
および受熱板１７の第１壁構造材への取りはずし、取り
付は方法は従来例と同様に行えばよい。

マニピュレータ３のハンド部１４で取り外された受熱板
は古い受熱板収納箱に収納される。他に交換すべき受熱
板があればマニピュレータ３を用いて受熱板１７を取り
はずし古い受熱板収納箱２３に次々に収納する。受熱板
１７を収納した収納箱２３はレール２２を遠隔操作でマ
ニピュレータチェンバー２内に格納される。新しい受熱
板を第１壁１２の構造材に取り付りる場合は新しい受熱
板を収納した収納箱をマニピュレータチェンバー２内か
らレール２２で遠隔操作で移動し、マニピュレータ３で
前述した手順で取り付ける。

［発明の効果］ 本発明によれば、従来ｎ枚の受熱板を交換する場合、多
関節ブームはプラズマ真空容器とマニピュレータチェン
バーとの間を２ｎ回往復運動を行っていたのを１回の往
復運動でｎ枚の受熱板を交換することができる。

その結果、受熱板の交換作業時間を短縮でき、かつ核融
合装置の稼動率を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る核融合装置用受熱板の交換装置の
一実施例を示す斜視図、第２図は第１図の要部を拡大し
て示す斜視図、第３図は従来の受熱板の交換装置を示す
縦断面図、第４図は第３図の要部を拡大して示す斜視図
である。 １・・・核融合装置 ２・・・マニピュレータチェンバー ３・・・マニピュレータ ４・・・真空容器 ５・・・ブランケット ６・・・ブランケット配管 ７・・・トロイダルコイル ８・・・真空排気ダクト ９・・・不純物除去装置用配管 １０・・・アクセスポート １１・・・シールドドア １２・・・第１壁 １３・・・マニピュレータアーム １４・・・ハンド部 １５・・・プランケラ１〜構造材 １６・・・サポート １７・・・受熱板 １８・・・ボルト １９・・・レンチ ２０・・・多関節ブーム ２１・・・ゲートバルブ ２２・・・レール ２３・・・収納箱 ２４・・・多段構造 （８７３３）代理人　弁理士　猪　股　祥　晃（ほか　
１名） 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 核融合装置のプラズマ真空容器に、この真空容器に取り
   付けられたアクセスポートを介してマニピュレータチェ
   ンバーを接続し、このマニピュレータチェンバー内に格
   納されている多関節ブームに接続したマニピュレータで
   前記真空容器の第１壁の受熱板を取り付けまたは取りは
   ずしの交換作業を行うための核融合装置用受熱板の交換
   装置において、前記多関節ブームにレールを設けて、こ
   のレール上を新しい受熱板収納箱と古い受熱板収納箱と
   が遠隔操作で走行し得るように構成したことを特徴とす
   る核融合装置よう受熱板の交換装置。