JPH03176692A - ダイバータ板の構造 - Google Patents
ダイバータ板の構造Info
- Publication number
- JPH03176692A JPH03176692A JP1315183A JP31518389A JPH03176692A JP H03176692 A JPH03176692 A JP H03176692A JP 1315183 A JP1315183 A JP 1315183A JP 31518389 A JP31518389 A JP 31518389A JP H03176692 A JPH03176692 A JP H03176692A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- diverter plate
- cooling pipe
- protection material
- plate
- protective material
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/10—Nuclear fusion reactors
Landscapes
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、核融合炉においてプラズマを囲繞して配設さ
れる炉心構造物の内の、ダイバータの構造に関するもの
である。
れる炉心構造物の内の、ダイバータの構造に関するもの
である。
［従来の技術〕
第２〜３図はいずれもＪＡＥＲＩ Ｍ８６１３４（１
９８６）に掲載された従来のダイバタ板の斜視外観図で
、第２［２１は保護材と熱シンク材とを直接接合したダ
イバータ板を示し、第３図は保護材と熱シンク材との間
に熱応力緩和用中間材を挿着して接合したダイバータ板
を示す。第４〜５図は従来のダイバータ板の構成と接な
面の形状を示す概念図で、第４図は第２図と同様に保護
材と熱シンク材とを直接接合したダイバータ板であり、
第５図は第３図と同様に保護材と熱シンク材との間に熱
応力緩和用中間材を挿着して接合したダイバータ板であ
る。第６〜９図は本願発明者が先に出願した実願平１３
９６４４号に記載されたダイバータ板の構成と接合面の
形状を示す概念図で、第６〜７図は保護材と熱シンク材
とを嵌合部を有して直接接片したダイバータ板、第８〜
９図は保護材と然シンク材との間に熱応力緩和用の中間
材を挿着し、保護材と中間材とを嵌合部を有して接合し
、中間材と熱シンク材とは平面状接合面の状態で接合し
たダイバータ板である。第２〜９図において、５１は保
護材、５２は冷却管、５３は熱シンク材、５４は中間材
、５５は冷却チャンネル、５６はキー構造嵌合部、５７
は突起構造嵌合部である。核融合炉において、ドーナツ
状のトロイダルコイルによって形成されている磁力面の
中に閉じ込約られているプラズマ中に存在しているイオ
ン化したヘリウムを中性化して排出するために、磁力面
の一部をダイバータ板に引き出すが、その際セパラトリ
クスと呼ばれる磁力面がダイバータ板のに面と交差し、
その磁力面に沿って粒子が結集するためにダイバタ板は
非常に高い熱流束を受ける。この熱流束はセバラトリク
スとの交点において数Ｍ Ｗ 、、’１以上となる。ダ
イバータ板の表面は入射する粒子によって損耗されるた
めに第２図才３よび第４図に示すようにグラファイトや
タングステン等をタイル状に成型したものを保護材５１
として、冷却管５２等によって形成される玲却チャンネ
ル５５を有する熱シンク材５３に、ろうにｆけあるいＪ
ま拡散接合等の方法で２ｈ金的に接合していた。またそ
の際保護材５１と熱シンク材５３の熱膨張率が両者の間
で大きく相違することに起因して発生ずる接合部の熱応
力に対処するために、保護材５１と熱シンク材５３との
間に第３図および第５図に示すような熱応力緩和用の中
間材５４を挿入し、それぞれを冶金的に接合して高い熱
流束に耐えるダイバータ板の製作を行なっていた。
９８６）に掲載された従来のダイバタ板の斜視外観図で
、第２［２１は保護材と熱シンク材とを直接接合したダ
イバータ板を示し、第３図は保護材と熱シンク材との間
に熱応力緩和用中間材を挿着して接合したダイバータ板
を示す。第４〜５図は従来のダイバータ板の構成と接な
面の形状を示す概念図で、第４図は第２図と同様に保護
材と熱シンク材とを直接接合したダイバータ板であり、
第５図は第３図と同様に保護材と熱シンク材との間に熱
応力緩和用中間材を挿着して接合したダイバータ板であ
る。第６〜９図は本願発明者が先に出願した実願平１３
９６４４号に記載されたダイバータ板の構成と接合面の
形状を示す概念図で、第６〜７図は保護材と熱シンク材
とを嵌合部を有して直接接片したダイバータ板、第８〜
９図は保護材と然シンク材との間に熱応力緩和用の中間
材を挿着し、保護材と中間材とを嵌合部を有して接合し
、中間材と熱シンク材とは平面状接合面の状態で接合し
たダイバータ板である。第２〜９図において、５１は保
護材、５２は冷却管、５３は熱シンク材、５４は中間材
、５５は冷却チャンネル、５６はキー構造嵌合部、５７
は突起構造嵌合部である。核融合炉において、ドーナツ
状のトロイダルコイルによって形成されている磁力面の
中に閉じ込約られているプラズマ中に存在しているイオ
ン化したヘリウムを中性化して排出するために、磁力面
の一部をダイバータ板に引き出すが、その際セパラトリ
クスと呼ばれる磁力面がダイバータ板のに面と交差し、
その磁力面に沿って粒子が結集するためにダイバタ板は
非常に高い熱流束を受ける。この熱流束はセバラトリク
スとの交点において数Ｍ Ｗ 、、’１以上となる。ダ
イバータ板の表面は入射する粒子によって損耗されるた
めに第２図才３よび第４図に示すようにグラファイトや
タングステン等をタイル状に成型したものを保護材５１
として、冷却管５２等によって形成される玲却チャンネ
ル５５を有する熱シンク材５３に、ろうにｆけあるいＪ
ま拡散接合等の方法で２ｈ金的に接合していた。またそ
の際保護材５１と熱シンク材５３の熱膨張率が両者の間
で大きく相違することに起因して発生ずる接合部の熱応
力に対処するために、保護材５１と熱シンク材５３との
間に第３図および第５図に示すような熱応力緩和用の中
間材５４を挿入し、それぞれを冶金的に接合して高い熱
流束に耐えるダイバータ板の製作を行なっていた。
しかしながら、接融き炉内において、プラズマディスラ
プション等の異常が発生した際、プラズマ中を流れる電
流の変ｆヒによってダイバタ仮に渦電流が誘起され、そ
れに伴う雷磁力がダイバータ板に作用するが、その時導
電（、ｔ＝であるダイバータ板とそこを流れる電流との
関ｊ系によってダイバータ板に圧縮力と引張り力のほか
ダイバータ板の面と平行な方向のせん断力が作用する。
プション等の異常が発生した際、プラズマ中を流れる電
流の変ｆヒによってダイバタ仮に渦電流が誘起され、そ
れに伴う雷磁力がダイバータ板に作用するが、その時導
電（、ｔ＝であるダイバータ板とそこを流れる電流との
関ｊ系によってダイバータ板に圧縮力と引張り力のほか
ダイバータ板の面と平行な方向のせん断力が作用する。
第６〜９図はこれに対処するために一ξ案されたもので
、保Ｍ材５１と熱シンク材５３との接合面、あるいは保
護材５１と中間材５ｔｌとの接合面にキー構造嵌き部５
６あるい（ま突起構造嵌き部５７を形設して嵌きさせた
状嶋で・冶金的に接りすることによって接り面のせん断
力に対する強度を飛躍的に増大させるほか、接合面積の
増加によって接合面に垂直な方向の引張り力に対する強
度の増加も図っている。
、保Ｍ材５１と熱シンク材５３との接合面、あるいは保
護材５１と中間材５ｔｌとの接合面にキー構造嵌き部５
６あるい（ま突起構造嵌き部５７を形設して嵌きさせた
状嶋で・冶金的に接りすることによって接り面のせん断
力に対する強度を飛躍的に増大させるほか、接合面積の
増加によって接合面に垂直な方向の引張り力に対する強
度の増加も図っている。
［発明が解決しようとする課題
このように、上記従来の技術においても、高い熱・粒子
負荷を受けるダイバータ板の保護材と熱シンク材との間
の熱応力に耐え、あるいはプラズマディスラプション時
に発生する１１１％電流に起因するダイバータ板の面と
平行な方向に作用するせん断力に対しても強い耐力を有
するダイバータ板を得ることが可能であった。
負荷を受けるダイバータ板の保護材と熱シンク材との間
の熱応力に耐え、あるいはプラズマディスラプション時
に発生する１１１％電流に起因するダイバータ板の面と
平行な方向に作用するせん断力に対しても強い耐力を有
するダイバータ板を得ることが可能であった。
しかしながら上記従来の技術はいずれも、主として炭素
系材料からなる保護材と、銅等の金属材料からなる熱シ
ンク材とを平面的に着接した状態で冶金的に接合してｗ
ＪＪ作することにより。
系材料からなる保護材と、銅等の金属材料からなる熱シ
ンク材とを平面的に着接した状態で冶金的に接合してｗ
ＪＪ作することにより。
両者の間に熟１ｔｔｑｉ串の差に基づいて大きい熱応力
が発生すること自体は避けられないものであった。従っ
て、例えば第６〜９図に示すように嵌合部を形設して接
合した際にも、ば護材と熱シンク材または中間材との冶
金的接合時、あるいは核融合炉の供用期間中に高い熱負
荷を受けて発生する熱応力によって接合面の端部に応力
集中が生じ、その部分から亀裂が発生して、通にはダイ
バータ板が破壊されるという不興きが生じる可能性を完
全に除去するということは雅しかった。
が発生すること自体は避けられないものであった。従っ
て、例えば第６〜９図に示すように嵌合部を形設して接
合した際にも、ば護材と熱シンク材または中間材との冶
金的接合時、あるいは核融合炉の供用期間中に高い熱負
荷を受けて発生する熱応力によって接合面の端部に応力
集中が生じ、その部分から亀裂が発生して、通にはダイ
バータ板が破壊されるという不興きが生じる可能性を完
全に除去するということは雅しかった。
［課題を解決するための手段］
本発明はこのような状態に鑑みてなされたもので、ダイ
バータ板の製造時あるいは炉心構造物として収設した後
の核融合炉供用期間中にＪ）いても、熱応力によって破
壊されることなく長期間に互って健全性を維持し得るダ
イバータ板を提供することを目的としている。この目的
は前記特許請求の範囲に記載されたダイバータ板グ）構
造によって達成される。すなわち、炭素系材料からなる
保護材と、保護材中に貫入した冷却管とによって構成さ
れ、該保護材と冷却管とを冶金的に接合したダイバータ
板である。
バータ板の製造時あるいは炉心構造物として収設した後
の核融合炉供用期間中にＪ）いても、熱応力によって破
壊されることなく長期間に互って健全性を維持し得るダ
イバータ板を提供することを目的としている。この目的
は前記特許請求の範囲に記載されたダイバータ板グ）構
造によって達成される。すなわち、炭素系材料からなる
保護材と、保護材中に貫入した冷却管とによって構成さ
れ、該保護材と冷却管とを冶金的に接合したダイバータ
板である。
以下、本発明の作用等に−）いて実施例に基づいて説明
する。
する。
「実施例］
第１Ｉ７１は本発明に基づくダイバータ板の構成の基本
的概念を示ず図で、１は保護材、２は冷却管、３は冶金
的接合部、４はプラズマ側である。
的概念を示ず図で、１は保護材、２は冷却管、３は冶金
的接合部、４はプラズマ側である。
本発明に基づくダイバータ板は、第１図に示すように全
体が単一のグラファイト等の炭素系ｔ’ｔ ｎによって
形成された保護林ｌの内部に銅等の冷却管２に貫入した
ものである。
体が単一のグラファイト等の炭素系ｔ’ｔ ｎによって
形成された保護林ｌの内部に銅等の冷却管２に貫入した
ものである。
従来技術にむけるダイバータ板は、前述のようにいずれ
も複数の異なった材質からなる横道杓、例えば保護材と
熱シンク材、あるいは保護材と中間材と熱シンク材とを
平面的に着接させて保持し、ろう付けあるいは拡散接合
等の冶金的な方法によって接合していた。従って形成さ
れたダイバータ板には単一のあるいは複数の接合部の端
面が存在し、その部分に熱応力発生時に応力集中が生じ
ることにより、それが亀裂の発生や更には破壊の原因に
なっていた０本願発明者はこの点に着眼し、ダイバータ
板に応力集中を生せしめない構造を発明したものである
。
も複数の異なった材質からなる横道杓、例えば保護材と
熱シンク材、あるいは保護材と中間材と熱シンク材とを
平面的に着接させて保持し、ろう付けあるいは拡散接合
等の冶金的な方法によって接合していた。従って形成さ
れたダイバータ板には単一のあるいは複数の接合部の端
面が存在し、その部分に熱応力発生時に応力集中が生じ
ることにより、それが亀裂の発生や更には破壊の原因に
なっていた０本願発明者はこの点に着眼し、ダイバータ
板に応力集中を生せしめない構造を発明したものである
。
すなわちダイバータ板全体を高い熱・粒子負荷に耐え得
る材料、例えばグラファイトあるいはＣＣコンポジット
等の炭素系材料のみを使用して形成し、その内部にダイ
バータ板を冷却するのに必要な冷却管２を貫入する。冷
却管２は通常鋼が使用されるが、その他ステンレス鋼あ
るいはアルミニウム材等でも良い。単一材料からなるダ
イバータ板の保護林１内に貫入された冷却管２は高い熱
粒子負荷を受ける保護材１を十分に冷却し得るよう、
保護林ｌと冷却管２とをろう付は等によって冶金的に接
合する。その際保護林１と冷却管２とは冷却管２の全周
に互って接なされるのが望ましいが、保護林１と冷却管
２との間隙が快く、ろう材の充填を完全に行なうことが
困難な場合には、少なくともプラズマ側に位置する保護
林１−冷却管２接触部の接合が十分に行なわれるように
配慮して実施することが必要である。
る材料、例えばグラファイトあるいはＣＣコンポジット
等の炭素系材料のみを使用して形成し、その内部にダイ
バータ板を冷却するのに必要な冷却管２を貫入する。冷
却管２は通常鋼が使用されるが、その他ステンレス鋼あ
るいはアルミニウム材等でも良い。単一材料からなるダ
イバータ板の保護林１内に貫入された冷却管２は高い熱
粒子負荷を受ける保護材１を十分に冷却し得るよう、
保護林ｌと冷却管２とをろう付は等によって冶金的に接
合する。その際保護林１と冷却管２とは冷却管２の全周
に互って接なされるのが望ましいが、保護林１と冷却管
２との間隙が快く、ろう材の充填を完全に行なうことが
困難な場合には、少なくともプラズマ側に位置する保護
林１−冷却管２接触部の接合が十分に行なわれるように
配慮して実施することが必要である。
例えば保護林１と冷却管２との接合部の、プラズマ側４
と反対側の位置に前記接合部に添ってろう材充填用の穴
あるいは清等の空隙を形設しておき、接合に際してはま
ず前記ろう材充填用空隙にろう村を充填したのち、保護
林１のプラズマに面する側を下に、前記ろう材充填用空
隙が上になるように保持して昇温し、保護林１と冷却管
２との冶金的接１を行なう。その結果、冶金接合時に下
方に位置したプラズマ側の保護材１と冷却管２との接合
部には十分にろう材が充填されて完全な接合が行なわれ
ることにより、プラズマ側４の保護材の冷却を十分に行
ない得る。またその際に前記のろう材充填用空隙部に微
小な接合不十分部が生じたとしても、当該接合部は反プ
ラズマ側にあって比較的に温度が低いことから、保護林
１が冷却不十分に基づいて破損されることはない。
と反対側の位置に前記接合部に添ってろう材充填用の穴
あるいは清等の空隙を形設しておき、接合に際してはま
ず前記ろう材充填用空隙にろう村を充填したのち、保護
林１のプラズマに面する側を下に、前記ろう材充填用空
隙が上になるように保持して昇温し、保護林１と冷却管
２との冶金的接１を行なう。その結果、冶金接合時に下
方に位置したプラズマ側の保護材１と冷却管２との接合
部には十分にろう材が充填されて完全な接合が行なわれ
ることにより、プラズマ側４の保護材の冷却を十分に行
ない得る。またその際に前記のろう材充填用空隙部に微
小な接合不十分部が生じたとしても、当該接合部は反プ
ラズマ側にあって比較的に温度が低いことから、保護林
１が冷却不十分に基づいて破損されることはない。
［発明の効果］
本発明に基づくダイバータ板は上記実施例において説明
したように構成されていることにより、下記に示す効果
を奏する。
したように構成されていることにより、下記に示す効果
を奏する。
■ダイバータ板が単一材料からなる保護材と該保護材内
に貫入して冶金的に接合した冷却管とによって構成され
ていることによりグイバタ板の製作時、あるいは核融合
炉に収設後核融合炉の供用期間中にダイバータ板に熱応
力が発生した際に、保護材と冷却管との接合面には圧縮
あるいは引張り力は作用するが従来技術におけるが如き
応力集中が生じないことにより、ダイバータ板の健全性
が保持され、長期間の連続使用に耐え得る。
に貫入して冶金的に接合した冷却管とによって構成され
ていることによりグイバタ板の製作時、あるいは核融合
炉に収設後核融合炉の供用期間中にダイバータ板に熱応
力が発生した際に、保護材と冷却管との接合面には圧縮
あるいは引張り力は作用するが従来技術におけるが如き
応力集中が生じないことにより、ダイバータ板の健全性
が保持され、長期間の連続使用に耐え得る。
■ダイバータ板が単一材料からなる保護材と冷却管との
冶金的接合工程のみによって製作し得ろことから、ダイ
バータ板の製作工程を簡略化し得ろ。
冶金的接合工程のみによって製作し得ろことから、ダイ
バータ板の製作工程を簡略化し得ろ。
４
第１図は本発明に基づくダイバータ板σ）実施例で、そ
の構成の基本的概念を示す図である。 第２〜９図は従来技術の例である。 １・・・・・・保護材、２・・・・・・冷却管、３・・
・・・・冶金的接合′部、４・・・・・・プラズマ側、
５１・・・・・・保護材、５２・・・・・・冷却管、５
３・・・・・・熱シンク材、５４・・・・・・中間材、
５５・・・・・・冷却チャンネル、５６・・・・・・キ
ー構造嵌合部、５７・・・・・・突起構造嵌合部。
の構成の基本的概念を示す図である。 第２〜９図は従来技術の例である。 １・・・・・・保護材、２・・・・・・冷却管、３・・
・・・・冶金的接合′部、４・・・・・・プラズマ側、
５１・・・・・・保護材、５２・・・・・・冷却管、５
３・・・・・・熱シンク材、５４・・・・・・中間材、
５５・・・・・・冷却チャンネル、５６・・・・・・キ
ー構造嵌合部、５７・・・・・・突起構造嵌合部。
Claims (1)
- 核融合炉において、炭素系材料からなる保護材と、保護
材中に貫入した冷却管とからなり、保護材と冷却管とを
冶金的に接合したことを特徴とするダイバータ板の構造
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1315183A JPH03176692A (ja) | 1989-12-06 | 1989-12-06 | ダイバータ板の構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1315183A JPH03176692A (ja) | 1989-12-06 | 1989-12-06 | ダイバータ板の構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03176692A true JPH03176692A (ja) | 1991-07-31 |
Family
ID=18062421
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1315183A Pending JPH03176692A (ja) | 1989-12-06 | 1989-12-06 | ダイバータ板の構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03176692A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018020360A (ja) * | 2016-08-04 | 2018-02-08 | 株式会社東芝 | 熱交換器、核融合炉及び中性粒子入射加熱装置 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59195189A (ja) * | 1983-04-21 | 1984-11-06 | 三菱重工業株式会社 | 高入熱防護装置 |
| JPS6023758U (ja) * | 1983-07-26 | 1985-02-18 | 株式会社デンソー | 車両用計器の駆動ケ−ブル取付構造 |
| JPH0274894A (ja) * | 1988-09-09 | 1990-03-14 | Mitsubishi Atom Power Ind Inc | 核融合装置の第一壁 |
-
1989
- 1989-12-06 JP JP1315183A patent/JPH03176692A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59195189A (ja) * | 1983-04-21 | 1984-11-06 | 三菱重工業株式会社 | 高入熱防護装置 |
| JPS6023758U (ja) * | 1983-07-26 | 1985-02-18 | 株式会社デンソー | 車両用計器の駆動ケ−ブル取付構造 |
| JPH0274894A (ja) * | 1988-09-09 | 1990-03-14 | Mitsubishi Atom Power Ind Inc | 核融合装置の第一壁 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018020360A (ja) * | 2016-08-04 | 2018-02-08 | 株式会社東芝 | 熱交換器、核融合炉及び中性粒子入射加熱装置 |
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