JPH03218497A - 核融合炉第1壁の製作方法 - Google Patents
核融合炉第1壁の製作方法Info
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- JPH03218497A JPH03218497A JP2012628A JP1262890A JPH03218497A JP H03218497 A JPH03218497 A JP H03218497A JP 2012628 A JP2012628 A JP 2012628A JP 1262890 A JP1262890 A JP 1262890A JP H03218497 A JPH03218497 A JP H03218497A
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- 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
め要約のデータは記録されません。
Description
れる第1壁の製作方法に関するものである。
1の従来技術の例として特開昭60−227986号公
報に記載された部材接合方法で、第3図は間隔密に並設
した断面方形の複数の中空部材とその周側面および両端
面に配設したシール用板状部材との接合時の横断面図、
第4図は第3図における中空部材端部の一部拡大斜視図
である。
484号公報に記載された核融合装置の第1壁の構造を
示し、比較的広い間隔を有して並設した複数の断面方形
の冷却管群と、その表面および裏面に板状部材を接合し
た核融合炉第1壁の横断面図である。第6図は第3の従
来技術の例で特開昭60−157072号公報に記載さ
れた核融合炉の炉心構造材のトリチウム透過防止構造で
、プラズマに面する表面と冷却材流路との間の空間に、
液体金属層とブレナム部とを構設すると共に、ブレナム
炉心側の表面にトリチウム透過性隔膜を設けた炉心構造
材の縦断面図である。更に第7〜8図は第4の従来技術
の例で特公平1−33349号公報に記載された積層材
の製造方法で、第7図は相対抗して配置した板状体内に
パイプを介設した金属粉末を充填して熱間静水圧処理に
よって製造した積層材の横断面図、第8図は第7図の斜
視外観図である。第3〜8図において、5lは貫通孔、
52は中空部材、53.54.56はシール材、55は
窓部、57は気密シール部、6lは熱・粒子負荷、62
は表面板、63は冷却管、64は裏面板、71はプラズ
マ側の壁、72は冷却材、73は冷却材通路、74は液
体金属層、75は液体金属、76はブレナム部、77は
透過性隔膜、81.81−は板状体、82は金属粉末層
、83はシール材、84は溶接ビード、86は貫通孔、
87は積層材、88はパイプである。
方形でその内方に断面方形の貫通孔51を有する比較的
長尺の中空部材52を複数準備し、互いにその側面を接
触させた状態で配置するとともに、その上下両面および
両側面にプレート状のシール材53.53、54.54
を配置し、その両端面に複数の窓部55を有するプレー
ト状のシール材56.56を配置して上記各シール材5
3、54、56同士の各接触部およびシール材56の窓
部55周囲をそれぞれ電子ビーム溶接し、これらシール
材53、54、56によって囲まれた部分を真空状態と
すると共に、この部分を溶接ビードによって気密的にシ
ールする。ついで上記部材全体に熱間静水圧処理(例え
ば、1000〜2000℃、1000〜2000 kg
f/cm’)を施す。この結果各接合部、すなわち互い
に接触する中空部材52の各側面間および中空部材52
の側面と各シール材53、54、56の接触面との間は
冶金的に接合され、複数の貫通孔を有する部材を一体的
に形成することが可能になる。
内のプラズマに面する側にはステンレス鋼等の低原子番
号材料からなる表面板62が設けられ、その裏側には長
方形断面の冷却管63がロウ付け等により冶金的に接合
されている。またプラズマに面さない側にはステンレス
鋼等の中性子損傷に強い材料からなる裏面板64が冷却
管63とロウ付け等により冶金的に接合されている。冷
却管63の間隔は、必要に応じて冷却水の流れ方向に基
づいて変化させてある。このように冷却管63を長方形
断面にし、表面板62および裏面板64に冷却管63設
置のための溝加工を行うことなく冶金的に接合出来る。
材料、一方、裏面板64は電磁力と圧力に耐える材料と
して機能を分け、その間に冷却管63が設けられている
。
て機械的な荷重を負担せしめないため、微小クランクが
発生したとしてもその進展を少なく出来る。さらに表面
板62がプラズマにより大きなクラブクを生じたとして
も、裏面板64には直接その影響が及ばず、第1壁の機
械的な健全性は保たれる。
炉第1壁等の炉心構造材のプラズマ側の壁7lの背面で
冷却材流路73との間の狭い空間に、液体金属75を充
填した液体金属層74を設け、その上部にブレナム部7
6を設置する。またそのプラズマ側に透過性隔膜77を
設け、冷却材流路73内に冷却材72を流して構造材を
冷却する。
粒子を濃度の低い液体金属層74側で拡散捕捉し、ブレ
ナム部76に拡散移行させるとともに、透過性隔膜77
を介して高真空のプラズマ側へ再放出させる。
ず互いに相対向して配置した板状体81.81′の間に
金属系粉末を介設して金属粉末層82を形成し、該金属
粉末層82内に複数のバイブ88を配設したのち、板状
体81.81=の周囲を覆うようにシール材83を配設
する。また各パイプ88の内部はその両端部において外
部と連通させて貫通孔86を形成させ、またバイブ88
の両端部には窓部を有するシール材83を配設する。こ
の状態で被処理体全体を真空チャンバー内に導入し、各
板状体8lと各シール材83との接触部を電子ビーム溶
接するとともに、各パイプ88の両端部において各バイ
ブ88と、シール材83に形成した窓部との接触部も気
密に電子ビーム溶接したのち熱間静水圧処理を行って接
合を行う。
中空部材を、貫通孔の変形なしに他の部材と接合させる
ことが可能であり、冷却管群を扶持する表面板と裏面板
の機能を分けることによって冷却壁全体の健全性を保持
させ得るほか、プラズマ側の壁の表面から入射して来る
荷電/中性トリチウム粒子を液体金属層に拡散して捕捉
し、上部のブレナム部から透過性隔膜を介してプラズマ
側に再放出して冷却材中のトリチウム濃度の上昇を抑止
させ、あるいは平行な板状体とシール材とで形成された
空間内に充填した金属粉末内にパイプ群を配設して焼結
し、精度及び品質が良く、多数の貫通孔を有する積層材
を製造することが可能である等、それぞれに優れた特徴
を有するものであった。
従来技術例においては断面方形の中空部材を並設して熱
間静水圧処理を行った際、中空部材の角部、あるいは板
厚の異なった部材の接合部に於いて、静水圧に対して板
の剛性が異なることにより変形の状態が異なり、十分な
接合が得られないと言う不具合を有していた。 次に第
2の従来技術例においては、各冷却管の間に空間を有し
ていることにより表面板および裏面板の冷却が十分に行
われ難く、第3の従来技術例においては炉心構造材の構
造が複雑になり、また第4の従来技術例においては金属
粉末充填時に濃度のむらを生じる可能性を有していた。
って接合精度の良い、また冷却材中トリチウム濃度上昇
抑止力の高い核融合炉第1壁の製造方法を提供すること
を目的としている。
第1壁の製造方法によって達成される。
面に配設したシール用板状部材との接合に際して、該中
空管に金属箔を巻装して並設し、管群とシール用板状部
材との接合部を低圧に保持すると共に気密にシールし、
中空管の内外を連通させた状態で熱間静水圧処理を施す
核融合炉第1壁の製作方法。
材の材質と同一である請求項■.記載の核融合炉第1壁
の製作方法。
る純金属または合金である請求項■.記載の核融合炉第
1壁の製作方法。
速度の低い純金属または合金である請求項■.記載の核
融合炉第1壁の製作方法。
る。
は外周側面に金属箔を巻装した断面方形の複数の中空管
を並設し、その周側面に配設したシール用板状部材と接
合させる際の中空管の軸と垂直方向の横断面図、第2図
は第1図の一部拡大図である。第1〜2図において、l
は貫通孔、2は中空管、3.3’ ,4.4’ はシー
ル用板状部材、5は金属箔、6は中空管角部である。
途に対応させて巻き付ける回数を決定するが、いずれの
場合でも空隙を生じせしめないように中空管2と金属箔
5との間および金属箔5相互間を密着させる。金属箔5
を巻装した中空管2を複数準備し、互いにその側面を接
触させた状態で配置する。次にその中空管2の上下面お
よび両側面にシール用板状部材3,3゜,4.4’ を
配設し、また中空管2の図示しない両端には、中空管2
の貫通孔lの内法よりも太き《外法よりも小さい寸法の
窓部を有するシール用板状部材を配設する。更に上記各
シール用板状部材3.3゜,4,4゜同士の接触部及び
窓部材を有するシール用板状部材の窓部と中空管2の両
端部との接触部をそれぞれ電子ビーム等によって溶着し
た後、各シール用板状部材で囲まれた部分を真空状態に
し、上記各接触部を溶接ビードによって完全に気密シー
ルする。しかる後に上記部材全体に熱間静水圧処理を施
す。それによって互いに接触する中空管2の側面間およ
び各中空管2と各シール用板状部材3.3’ ,4.4
゜ と窓部を有するシール用板状部材との接触面は冶金
的に接合される。
と連通させた状態にあるから中空管2の内外は同圧に保
持され、各中空管2の側面同士は各貫通孔l内の圧力に
よって加圧され、また中空管2の側面と各シール用板状
部材3.3’ .4.4゛との接触面および中空管2の
両端面と窓部を有するシール用板状部材との接触面は外
圧力を受けて同様に冶金的に接合される。
作用するために前記第1の従来技術例において説明した
ように接触する部材の板厚が相違する場合、あるいは断
面方形の中空管角部6等のごとく異なった剛性を有して
接する部分は、それぞれの変形量が相違することにより
完全な接合を行い得ない場合が生じたが、各接触面の間
にシール用板状部材と同一材質からなる金属箔5を挿着
することにより溶融状態に達した金属箔5が接触面の間
隙を完全に充填し、極めて精度が高くかつ接合強度の優
れた接合部を得ることが可能になる。
ルコニウム(Z,)等の水素吸蔵性のある金属またはそ
の合金を使用し、あるいはチタン(T,)アルミニウム
(Ae)、銅(C.)等のトリチウム透過速度の低い金
属又はその合金を使用して中空管とシール用板状部材と
の接合を行うことにより、冷却壁は上記異種金属を挟着
した3層構造を形成する。冷却壁の母材であるステンレ
ス鋼に比べて前記の各異種金属はトリチウム透過速度が
10’−10”程度であることから厚さ0.1m程度の
異種金属の挟着によっても、プラズマ側表面から入射し
たトリチウムが冷却材流路内を流れる冷却材中に侵入し
、外部に放射能が漏出するのを抑止することが可能にな
る。
より、冷却壁の母材か異種金属層のいずれかに亀裂等の
物理的破壊を生じた場合でも、残りの金属層によってそ
の破壊部が成長するのを阻止し得ると言う利点を有して
いる。
効果を有している。
の角郎等、剛性の異なる部材の接触部を有する部材を熱
間静水圧処理によって接合させる際、従来剛性の相違に
基づく変形量の差によって生じていた接合強度不足の恐
れのある箇所に対して、金属箔を溶融充填させることに
より高精度、高強度の接合を得ることを可能にした。
透過速度の低い金属を使用することにより、核融合炉内
のトリチウムが冷却材中に透過侵入して外部に漏出する
のを抑止すると共に、物理的性質の異なる金属による多
層構造の採用により、クラック等の物理的破壊に対して
もそれが成長するのを抑止して、冷却壁全体としての健
全性および安全性を高め得ると言う効果を有している。
は外周側面に金属箔を巻装した断面方形の複数の中空管
を並設し、その周側面に配設したシール用板状部材と接
合させる際の中空管の軸と垂直方向の横断面図、第2図
は第1図の一部拡大図である。 第3〜8図は従来技術の例である。 ■・・・・・・貫通孔、2・・・・・・中空管、3,3
゜,4.4’ ・・・・・・シール用板状部材、5・・
・・・・金属箔、6・・・・・・中空管角部、5l・・
・・・・貫通孔、52・・・・・・中空部材、53.5
4.56・・・・−・シール材、55・・・・・・窓部
、57・・・・・・気密シール部、■・・・・・・熱・
粒子負荷、62・・・・・・表面板、3・・・・・・冷
却管、64・・・・・・裏面板、1・・・・・・プラズ
マ側の壁、72・・・・・・冷却材、3・・・・・・冷
却材通路、74・・・・・・液体金属層、5・・・・・
・液体金属、76・・・・・・プレナム部、7・・・・
・・透過性隔膜、81.81−・・・・・・板状体、2
・・−・・・金属粉末層、83・・・・・・シール材、
4・・・・・・溶接ビード、86・・・・・・貫通孔、
7・・・・・・積層材、88・・・・・・パイプ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、断面方形の中空管を並設した管群と、該管群の周側
面に配設したシール用板状部材との接合に際して、該中
空管に金属箔を巻装して並設し、管群とシール用板状部
材との接合部を低圧に保持すると共に気密にシールし、
中空管の内外を連通させた状態で熱間静水圧処理を施す
ことを特徴とする核融合炉第1壁の製作方法。 2、中空管に巻装する金属箔の材質が、シール用板状部
材の材質と同一である請求項1、記載の核融合炉第1壁
の製作方法。 3、中空管に巻装する金属箔の材質が、水素吸蔵性のあ
る純金属または合金である請求項1、記載の核融合炉第
1壁の製作方法。 4、中空管に巻装する金属箔の材質が、トリチウム透過
速度の低い純金属または合金である請求項1、記載の核
融合炉第1壁の製作方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2012628A JP2854358B2 (ja) | 1990-01-24 | 1990-01-24 | 核融合炉第1壁の製作方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2012628A JP2854358B2 (ja) | 1990-01-24 | 1990-01-24 | 核融合炉第1壁の製作方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03218497A true JPH03218497A (ja) | 1991-09-26 |
| JP2854358B2 JP2854358B2 (ja) | 1999-02-03 |
Family
ID=11810644
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2012628A Expired - Fee Related JP2854358B2 (ja) | 1990-01-24 | 1990-01-24 | 核融合炉第1壁の製作方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2854358B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5410574A (en) * | 1992-12-28 | 1995-04-25 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Internal component of fusion reactor |
| CN112682585A (zh) * | 2020-12-18 | 2021-04-20 | 合肥工业大学 | 一种用于制作方排管冷却水道的焊接组件及其制备方法 |
-
1990
- 1990-01-24 JP JP2012628A patent/JP2854358B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5410574A (en) * | 1992-12-28 | 1995-04-25 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Internal component of fusion reactor |
| CN112682585A (zh) * | 2020-12-18 | 2021-04-20 | 合肥工业大学 | 一种用于制作方排管冷却水道的焊接组件及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2854358B2 (ja) | 1999-02-03 |
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