JP2001004767A - 核融合炉ブランケット構造体 - Google Patents

核融合炉ブランケット構造体

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JP2001004767A
JP2001004767A JP11170602A JP17060299A JP2001004767A JP 2001004767 A JP2001004767 A JP 2001004767A JP 11170602 A JP11170602 A JP 11170602A JP 17060299 A JP17060299 A JP 17060299A JP 2001004767 A JP2001004767 A JP 2001004767A
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Japan
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blanket
bottom plate
fusion reactor
cooling
common bottom
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Application number
JP11170602A
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English (en)
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Toshihisa Hatano
歳久 秦野
Hideyuki Takatsu
英幸 高津
Kazunori Kitamura
和憲 喜多村
Masanao Shibui
正直 澁井
Nobuo Tachikawa
信夫 立川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Japan Atomic Energy Agency
Original Assignee
Toshiba Corp
Japan Atomic Energy Research Institute
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Publication date
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    • 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

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Abstract

(57)【要約】 【課題】プラズマ崩壊時に核融合ブランケットに誘起さ
れるトロイダル渦電流を低減し、かつブランケットモジ
ュールの組立分解が簡易に行える核融合炉ブランケット
構造体を提供すること。 【解決手段】核融合炉のトカマク本体真空容器のプラズ
マ側内周に設置される遮蔽ブランケット構造において、
箱形ブランケット容器のフロント側中央部を第一壁を設
けたフロントカバーとし、溶接／切断で取り外し可能と
した構成であるので、核融合炉ブランケットの組立分解
において、広いスペースを有するプラズマ側から溶接
棒、切断機器がアクセスでき、ブランケットモジュール
の分解組立が容易、かつ確実にできる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は核融合炉のブランケ
ット構造体に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の核融合装置を図７の模式図を参照
して説明する。図に示すように、従来の核融合装置で
は、ドーナツ状のプラズマ２の周囲を囲むように第一壁
をプラズマ側に設置したブランケット３やダイバータ４
が配置され、それらを囲むように真空容器１が設置され
ている。また、プラズマを磁場閉じ込めするためのトロ
イダルおよびポロイダル磁場を発生させるために、真空
容器１の外側に放射状にトロイダルコイル６が設置さ
れ、その外側にリング状のポロイダルコイル７が設置さ
れている。核融合装置の中心には複数のリングコイルか
らなる中心ソレノイドコイル９が設置され、これら全て
の部材を囲むようにクライオスタット８が設置されてい
る。
【０００３】図８は図７の従来の核融合炉ブランケット
の斜視図である。ブランケット３は、箱形または矩形ブ
ロック構造体の多数のブランケットモジュール１１を真
空容器１の内側に設置されるトーラスシェル構造の後壁
１２のプラズマ側に設置される。この後壁１２はプラズ
マから熱負荷を受ける各ブランケットモジュール１１の
除熱のためのブランケット冷却ヘッダー１３がポロイダ
ル方向１８に内蔵され、各ブランケットモジュール１１
にはブランケット冷却ヘッダー１３と冷却接続管を介し
て冷却水が供給される。
【０００４】図９は図８のブランケットモジュールをト
ロイダル方向に平行な面で切断したトロイダル断面図で
ある。ブランケットモジュール１１はポロイダル方向１
８に遮蔽体部冷却管１５ａを配置した矩形断面の構造材
で構成されるブランケット遮蔽体１５のプラズマ側に第
一壁部１４を設置した構造であり、この第一壁部１４は
第一壁冷却管１４ｃをポロイダル方向１８に内蔵する高
熱伝導材からなる第一壁熱シンク材１４ｂのプラズマ側
に高融点材料の第一壁アーマ１４ａを接合する形で構成
されている。また、ブランケットモジュール遮蔽体１５
の後壁側背面には、モジュール側支持脚１６ａが設けら
れ、後壁側に設置された後壁側支持脚１６ｂに溶接接続
１６ｃされて、ブランケットモジュール１１が後壁１２
に固定されている。
【０００５】さらに、各モジュールは後壁１２に内蔵さ
れたブランケット冷却ヘッダー１３とブランケット遮蔽
体冷却管１５ａ間をモジュール冷却接続管１９で連結さ
れ、冷却水の供給及び排出が接続管１９を介して行われ
ている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】核融合装置ではプラズ
マが何らかの原因で不安定になり、プラズマの消滅、崩
壊に至ることがよくある。この時、プラズマの持つ電磁
エネルギーがプラズマ周辺機器に短時間で放出される。
これにより特にプラズマに近接するブランケットにトロ
イダル方向の過大な渦電流が誘起され、このトロイダル
渦電流とトロイダル磁界の相互作用により、ブランケッ
ト各部には過大な電磁力が生じ、ブランケットの構造強
度上重大な問題となっていた。このため、プラズマ崩壊
時のブランケットモジュールへ生じる電磁力の低減およ
びこの電磁力に耐える高強度ブランケット構造体の提言
や設計が数多くなされているが、これらはブランケット
設計上の課題であった。
【０００７】ブランケットに誘起されるトロイダル渦電
流は、主としてブランケット表面の第一壁部の高熱伝導
熱シンク部材に流れるが、これはプラズマと第一壁部の
相互インダクタンスに依存する。誘起渦電流の低減に
は、ブランケットモジュールのより細い分割化、特にト
ロイダル方向へのより細い分割化が提言されているが、
モジュールの小型分割化はモジュールの組立分解を煩雑
にし、組立分解時のモジュール支持脚の溶接の増加によ
る工数増大を伴い、且つモジュールの設置精度の低下や
モジュール支持脚の溶接部の品質管理に難点があった。
【０００８】本発明（請求項１乃至請求項１５対応）
は、上記状況に鑑みてなされたもので、その目的はプラ
ズマ崩壊時に核融合ブランケットに誘起されるトロイダ
ル渦電流を低減し、かつブランケットモジュールの組立
分解が簡易に行える核融合炉ブランケット構造体を提供
することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項１は、核融合炉のトカマク本体真空
容器のプラズマ側内周に設置される遮蔽ブランケット構
造体において、箱形ブランケット容器のフロント側中央
部を第一壁を設けたフロントカバーとし、溶接／切断で
取り外し可能としたことを特徴とする。
【００１０】この請求項１によれば、核融合炉ブランケ
ットの組立分解において、広いスペースを有するプラズ
マ側から溶接棒、切断機器がアクセスでき、ブランケッ
トモジュールの分解組立が容易、且つ確実にできる。
【００１１】本発明の請求項２は、請求項１記載の核融
合炉ブランケット構造体において、中央部のフロントカ
バー周囲を後壁側へ落ち込むように周囲に側壁を設け、
周囲のフロントカバーも中央フロントカバー部との境界
を後壁側へ落ち込むように周囲に側壁を設けて、両部材
の側壁端部を溶接にて接合することを特徴とする核融合
炉ブランケット構造体。
【００１２】この請求項２によれば、中央部のフロント
カバー周囲を後壁側へ落ち込む構造の端部を溶接接続す
るため、溶接部がプラズマから遠ざけられ中性子照射、
プラズマ熱負荷照射が直接溶接部に達することが避けら
れるので、溶接部の上記負荷による劣化が大幅に軽減さ
れる。
【００１３】本発明の請求項３は、請求項１および請求
項２記載の核融合炉ブランケット構造体において、トロ
イダル方向に数個のブランケットモジュールをブランケ
ット容器底板を介して共通底板にボルト締結し、共通底
板の両サイドに設けたポロイダル支持脚を介して後壁側
ポロイダル支持脚部と溶接接続することを特徴とする。
【００１４】この請求項３によれば、ブランケットモジ
ュールをトロイダル方向に小型分割化することによって
プラズマ崩壊時のブランケット表面に誘起されるトロイ
ダル方向渦電流が低減でき、ブランケットに生じる電磁
力が低減できる。
【００１５】本発明の請求項４は、請求項１、請求項２
および請求項３記載の核融合炉ブランケット構造体にお
いて、後壁側に設置された冷却水給排水用冷却ヘッダー
と共通底板内冷却ヘッダー間を給排水用接続管で溶接接
続することを特徴とする。
【００１６】この請求項４によれば、ブランケットモジ
ュールを取り外した状態で、共通底板と後壁支持脚間の
溶接接続ができるため、両部材支持脚部の溶接接続によ
る設置精度の誤差も小さく抑えられ、両部材間の給排水
用接続管の溶接接続の組立分解が簡易となる。
【００１７】本発明の請求項５は、請求項１および請求
項２記載の核融合炉ブランケット構造体において、ブラ
ンケット容器内壁をラジアルリブで補強したことを特徴
とする。
【００１８】この請求項５によれば、ブランケット容器
に掛かる冷却水内圧、プラズマ崩壊時の電磁力に対して
構造強度上強固で、信頼性の高いブランケット構造体と
なる。
【００１９】本発明の請求項６は、請求項１および請求
項２記載の核融合炉ブランケット構造体において、ブラ
ンケット容器内を冷却流路加工を施したステンレス材ブ
ロックのモザイク組立で充填されることを特徴とする。
【００２０】この請求項６によれば、ブランケット遮蔽
体内を複雑な冷却配管の引き回しをすることなく、冷却
流路加工を施したステンレス材ブロックのモザイク組立
で遮蔽体内を流路形成でき、冷却性能の高い、且つブラ
ンケット遮蔽体製作が簡易なブランケット構造体にでき
る。
【００２１】本発明の請求項７は、請求項１および請求
項２記載の核融合炉ブランケット構造体において、ブラ
ンケット容器内を冷却流路加工を施したポーラス構造の
ステンレス材ブロックのモザイク組立で充填されること
を特徴とする。
【００２２】この請求項７によれば、冷却流路加工を施
したポーラス構造のステンレス材ブロックのモザイク組
立で構成することによって、ステンレス材ブロック内の
細部まで冷却でき、冷却性能の高い、且つブランケット
遮蔽体製作が簡易なブランケット構造体にできる。
【００２３】本発明の請求項８は、請求項１、請求項２
および請求項３記載の核融合炉ブランケット構造体にお
いて、ブランケットモジュールをブランケット容器底板
を介して共通底板にボルト締結する構造とし、ボルトヘ
ッドを固定する共通底板側のボルト穴をボルト締結後ボ
ルトヘッド周囲とボルト穴側面間をシール溶接すること
を特徴とする。
【００２４】この請求項８によれば、ブランケット容器
底板のボルト穴のシールによりブランケット容器の冷却
水を確実に密封でき、ブランケット容器内の冷却水とボ
ルトヘッドを直接接する構造のため、接続ボルトを直接
製脚でき、冷却性能の高いブランケットとなる。
【００２５】本発明の請求項９は、請求項１、請求項２
および請求項８記載の核融合炉ブランケット構造体にお
いて、ブランケットモジュールをブランケット容器底板
を介して共通底板にボルト締結する構造とし、ブランケ
ット容器底板と共通底板間にキー構造を設けたことを特
徴とする。
【００２６】この請求項９によれば、ブランケットに掛
かる電磁力および熱荷重を剪断面積の大きく取れるキー
構造で支持でき、剪断剛性の比較的小さい締結ボルトに
剪断荷重が掛かることなく、強度上安全なブランケット
構造体となる。
【００２７】本発明の請求項１０は、請求項１、請求項
２および請求項８記載の核融合炉ブランケット構造体に
おいて、ブランケットモジュールのブランケット容器底
板を介して共通底板にボルト締結する構造とし、締結ボ
ルトのヘッド部からボルト軸方向にザグリ穴を設けたこ
とを特徴とする。
【００２８】この請求項１０によれば、ヘッド部からボ
ルト軸方向にザグリ穴を設けたことにより、ブランケッ
ト容器内の冷却水がボルトザグリ穴内面に接触できるた
め、ボルトの冷却性能が向上し、冷却性能の高いブラン
ケット構造体となる。
【００２９】本発明の請求項１１は、請求項１、請求項
２および請求項４記載の核融合炉ブランケット構造体に
おいて、後壁側に設置された冷却水給排水用冷却ヘッダ
ーと共通底板内冷却ヘッダー間を給排水用接続管で溶接
接続する構造とし、給排水用接続管をフレキシブル構造
としたことを特徴とする。
【００３０】この請求項１１によれば、共通底板の支持
脚部を後壁側支持脚部と強固に溶接接続するため僅かな
設置精度の誤差を上記フレキシブル給排水用接続管で吸
収することができ、給排水用接続管の強度上問題となる
接続時の過大な曲げモーメントや反力が掛からない構造
とすることができる。
【００３１】本発明の請求項１２は、請求項１、請求項
２および請求項４記載の核融合炉ブランケット構造体に
おいて、共通底板内冷却ヘッダーとブランケット容器内
壁側に設置された第一壁冷却ヘッダー間を冷却配管接続
とし、共通底板内冷却ヘッダー側からヘッダーパイプを
ブランケット容器フロント側に立てヘッダー側へ差し込
み構造とすることを特徴とする。
【００３２】この請求項１２によれば、ブランケットモ
ジュールの組立分解時に冷却管の溶接接続／切断をする
ことなく、ヘッダーパイプを差し込み押し付け荷重を掛
けるだけで、簡易に行うことができる。
【００３３】本発明の請求項１３は、請求項１、請求項
２および請求項１２記載の核融合炉ブランケット構造体
において、共通底板内冷却ヘッダーとブランケット容器
内壁側に設置された第一壁冷却ヘッダー間を冷却配管接
続とし、共通底板内冷却ヘッダー側からヘッダーパイプ
をブランケット容器フロント側に立て、ヘッダー側への
差し込み構造部を相互にテーパ構造とすることを特徴と
する。
【００３４】この請求項１３によれば、ヘッダーパイプ
を差し込み押し付け時に差し込み構造部を相互にテーパ
構造とすることで両パイプ接触面が組立時にガイドさ
れ、容易に差し込み作業ができ、両パイプ接触面からの
冷却水の漏洩量も少なく抑えられ、第一壁冷却管へ効率
的に冷却水を供給できる。
【００３５】本発明の請求項１４は、請求項１、請求項
２および請求項３記載の核融合炉ブランケット構造体に
おいて、共通底板とブランケット容器間の接触面を絶縁
コーティングし、両部材間を絶縁ボルト、絶縁キーで接
続することを特徴とする。
【００３６】この請求項１４によれば、分割されたブラ
ンケットモジュールは個々に電気的絶縁された構造とな
るので、プラズマ崩壊時にブランケット容器に誘起され
るトロイダル方向の渦電流が大幅に減少し、ブランケッ
トに生じる電磁力も大幅に減少し、強度上安全なブラン
ケットとなる。
【００３７】本発明の請求項１５は、請求項１、請求項
２および請求項４記載の核融合炉ブランケット構造体に
おいて、後壁側に設置された冷却水給排水用冷却ヘッダ
ーと共通底板内冷却ヘッダー間を給排水用接続管で溶接
接続する構造であって、共通底板のプラズマ側から接続
用穴はプラグ段差部を設けた共通底板冷却接続管プラグ
を挿入し、プラグ周囲を溶接して冷却水をシールするこ
とを特徴とする。この請求項１５によれば、プラグ段差
部によりプラグのシール溶接時のプラグの固定が安定
し、精度の良いシール溶接ができる。
【００３８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の核融合炉ブランケ
ット構造体の実施の形態を図を参照して説明する。図１
は本発明の第１実施例（請求項１乃至請求項７及び請求
項１２対応）である核融合炉ブランケット構造体のトロ
イダル断面図である。
【００３９】図に示すように、冷却水ヘッダー供給流路
１２ａおよび冷却水ヘッダー排出流路１２ｂを内蔵する
後壁１２のプラズマ側に後壁側支持脚１６ｂを設け、後
壁同様に共通底板冷却水ヘッダー供給流路２０ａおよび
共通底板冷却水ヘッダー排出流路２０ｂを内蔵する溶接
リブで構成される共通底板２０の後壁側に共通底板側支
持脚１６ｄを設けて、後壁側支持脚１６ｂと共通底板側
支持脚１６ｄを溶接接続１６ｃする。共通底板２０のプ
ラズマ側からの接続用穴を明け、後壁側の冷却水ヘッダ
ー供給流路１２ａと共通底板冷却水ヘッダー供給流路２
０ａ間をフレキシブル構造の後壁／共通底板冷却水供給
接続管２１ａを介して接続管端部を各々の部材流路に溶
接接続し、共通底板２０のプラズマ側から接続用穴に共
通底板冷却接続管プラグ２３を挿入し、このプラグ２３
周囲を溶接して冷却水をシールする。同様に、後壁側の
冷却水ヘッダー排出流路１２ｂと共通底板冷却水ヘッダ
ー排出流路２０ｂ間をフレキシブル構造の後壁／共通底
板冷却水排出接続管２１ｂを介して接続管端部を各々の
部材流路に溶接接続する。
【００４０】共通底板２０のトロイダル方向１７に数個
に分割されたブランケットモジュール１１を配置し、各
々のブランケットモジュール１１はプラズマ側表面に第
一壁部１４を設けた箱形のブランケット容器１１ａをも
ち、この容器１１ａ内部をステンレス材ブロックでモザ
イク構成されたステンレス材ブロック遮蔽体１５ａで充
填する。
【００４１】図２は図１の核融合炉ブランケット構造体
のポロイダル断面図であり、図３は図１のブランケット
モジュールのフロントカバーの溶接接続組立部近傍の詳
細図である。
【００４２】図２および図３に示すように、ブランケッ
トモジュール１１は、中央部のフロントカバー１１ｂ周
囲を後壁側へ落ち込むように周囲にフロントカバー側壁
２３ａを設け、周囲のフロントカバーも中央部のフロン
トカバー１１ｂとの境界を後壁側へ落ち込むように周囲
に側壁２３ａを設けて、両部材の側壁端部をプラズマ側
よりフロントカバー側板間ギャップ２３ｃを介してアク
セスし溶接２３ｂにて接合する。ブランケット容器１１
ａはブランケット／共通底板締結ボルト２２を介して共
通底板２０のプラズマ側面に固定される。ブランケット
容器１１ａ内に充填されるステンレス材ブロック遮蔽体
１５ａは組立時にブランケット遮蔽体内冷却流路２６を
形成するように、充填前に予め各ステンレス材ブロック
を機械加工により冷却流路２６を施しておく。また、ブ
ランケット容器内を冷却流路加工を施したポーラス構造
のステンレス材ブロックのモザイク組立で充填する。な
お、このモザイク組立とは、ステンレス材ブロックを単
にブランケット容器１１ａ内に積み重ねて充填して行く
のではなく、図２に示した冷却流路２６がブランケット
容器１１ａ内全体に形成されるように、予めこのブロッ
ク毎に個々に機械加工（よって、ブロック毎に形状が異
なる）された冷却流路２６の形状を考慮しながら積み重
ねて行くものである。
【００４３】遮蔽体内の各段の流路はブランケット遮蔽
体内冷却ヘッダー２６ａを介して一流路として接続され
るように配置される。冷却水は共通底板供給流路２０ａ
からブランケット容器底板１１ｃを貫通する第一壁／共
通底板冷却水供給接続管２５ａを介して第一壁冷却管ヘ
ッダー２４ａに導入され、第一壁冷却管１４ｃを通過し
て第一壁１４を冷却し、ブランケット遮蔽体内冷却ヘッ
ダー２６ａに入り、ブランケット遮蔽体内冷却流路２６
を通ってブランケット遮蔽体を冷却し、ブランケット底
板１１ｃを貫通するブランケット／共通底板冷却排出接
続管２５ｂを介して共通底板冷却排出流路２０ｂに流れ
る。第一壁／共通底板冷却水供給接続管２５ａおよびブ
ランケット／共通底板冷却水排出接続管２５ｂの共通底
板側端部およびブランケット容器底板貫通部外壁では各
々共通底板２０の貫通穴、ブランケット容器底板貫通の
内周とシール溶接を行い、冷却水のブランケット系外へ
の漏洩がないよう密封構造とする。また、ブランケット
容器内壁をラジアルリブ１１ｄで補強しているので、ブ
ランケット容器に掛かる冷却水内圧、プラズマ崩壊時の
電磁力に対して構造強度上強固で、信頼性の高いブラン
ケット構造体となる。
【００４４】図４は本発明の第２実施例（請求項１３対
応）に係る第一壁／共通底板冷却供給接続管と第一壁冷
却管ヘッダー間の接続構造図である。図に示すように、
本実施例は第一壁冷却管ヘッダー２４ａの下部に設けた
ヘッダー差し込み受けパイプ２４ｂと第一壁／共通底板
冷却供給接続管２５ａの先端に設けた供給接続管差し込
み部２５ｃの差し込み接触部を互いにテーパ２７を付け
て傾斜させ、ブランケットモジュール組立における挿入
時のガイドとすることによって、組立が容易になると共
に、冷却水の第一壁冷却管からの漏洩量を抑える。共通
底板冷却供給接続管２５ａはブランケット底板１１ｃお
よび共通底板供給流路２０ａに差し込まれ、その接続端
をシール溶接２８する。
【００４５】図５は本発明の第３実施例（請求項８乃至
請求項１０及び請求項１４対応）に係るブランケット容
器底板／共通底板ボルト締結部の詳細図である。図に示
すように、本実施例はブランケット容器底板１１ｃと共
通底板２０の締結ボルト２２周辺の接触面間をキー構造
２９とし、ブランケット負荷時に剪断剛性の小さい締結
ボルトに直接剪断荷重が掛からない構造とする。また、
締結ボルトのヘッドの周囲とボルト穴周囲をシール溶接
３１することでブランケット容器内冷却水の漏洩を防止
する構造とする。さらに、締結ボルトのヘッド側から軸
方向にボルト冷却用ザグリ穴３０を施し、ブランケット
容器内の冷却水による締結ボルトの直接冷却ができる構
造とする。
【００４６】図６は本発明の第４実施例（請求項１１及
び請求項１５対応）に係る後壁／共通底板冷却水排出接
続管周辺の詳細図である。図に示すように、本実施例は
後壁側の冷却水ヘッダー排出流路１２ｂと共通底板冷却
水ヘッダー排出流路２０ｂ間を接続管変形吸収部３５を
持つフレキシブル構造の後壁／共通底板冷却水排出接続
管２１ｂを介して接続管端部を各々の部材流路に溶接接
続３２すると共に、共通底板２０のプラズマ側から接続
用穴はプラグ段差部３４を設けた共通底板冷却接続管プ
ラグ２３を挿入し、プラグ周囲を溶接３３して冷却水を
シールする。プラグ段差部３４によりプラグのシール溶
接時のプラグの固定が安定し、精度の良いシール溶接が
できる。なお、上記以外の構成は図１の第１実施例と同
様であるので、同一部分には同一符号を付して重複説明
しないものとする。
【００４７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明（請求項１
乃至請求項１５対応）によれば、ブランケットモジュー
ルの後壁への設置および分解組立が容易で、冷却性能が
良く、且つ構造強度上信頼性の高い核融合炉ブランケッ
ト構造体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例であるトーラス分割型ブラ
ンケット構造体のトロイダル断面図。
【図２】図１のブランケット構造体のポロイダル断面
図。
【図３】図１のブランケット構造体のフロントカバー溶
接接続部の詳細図。
【図４】本発明の第２実施例であるブランケット構造体
の第一壁用冷却水供給接続管構造断面図。
【図５】図２のブランケット容器底板／共通底板ボルト
締結部の詳細図。
【図６】図１の後壁／共通底板冷却水排出接続管周辺の
詳細図。
【図７】従来の核融合炉の模式図。
【図８】従来型ブランケット構造体の配置図。
【図９】従来型ブランケット構造体のトロイダル断面
図。
【符号の説明】
１…真空容器、２…プラズマ、３…ブランケットまたは
放射線遮蔽体、４…ダイバータ、５…第一壁、６…トロ
イダル磁場コイル、７…ポロイダル磁場コイル、８…ク
ライオスタット、９…中心ソレノイドコイル、１１…ブ
ランケットモジュール、１１ａ…ブランケット容器、１
１ｂ…フロントカバー、１１ｃ…ブランケット容器底
板、１１ｄ…ブランケットラジアルリブ、１２…後壁、
１２ａ…後壁冷却水ヘッダー供給流路、１２ｂ…後壁冷
却水ヘッダー排出流路、１３…ブランケット冷却ヘッダ
ー、１４…第一壁部、１４ａ…第一壁アーマ、１４ｂ…
第一壁熱シンク材、１４ｃ…第一壁冷却管、１５…ブラ
ンケット遮蔽体、１５ａ…遮蔽体部冷却管、１５ｂ…ブ
ランケット容器内冷却水流路、１６ａ…モジュール側支
持脚、１６ｂ…後壁側支持脚、１６ｃ…溶接接続、１６
ｄ…共通底板側支持脚、１７…トロイダル方向、１８…
ポロイダル方向、１９…モジュール冷却接続管、２０…
共通底板、２０ａ…共通底板冷却水ヘッダー供給流路、
２０ｂ…共通底板冷却水ヘッダー排出流路、２１ａ…後
壁／共通底板冷却水供給接続管、２１ｂ…後壁／共通底
板冷却水排出接続管、２２…ブランケット／共通底板締
結ボルト、２３…共通底板冷却接続管プラグ、２３ａ…
フロントカバー側壁、２３ｂ…フロントカバー側壁溶
接、２３ｃ…フロントカバー側壁間ギャップ、２４…第
一壁冷却管側面部、２４ａ…第一壁冷却管ヘッダー、２
４ｂ…ヘッダー差し込み受けパイプ、２５ａ…第一壁／
共通底板冷却水供給接続管、２５ｂ…ブランケット／共
通底板冷却水排出接続管、２５ｃ…供給接続管差し込み
部、２６…ブランケット遮蔽体内冷却流路、２６ａ…ブ
ランケット遮蔽体内冷却ヘッダー、２７…テーパ、２８
…シール溶接、２９…キー構造、３０…ボルト冷却用ザ
グリ穴、３１…ボルトヘッド部シール溶接、３２…接続
管シール溶接、３３…プラグシール溶接、３４…プラグ
段差部、３５…接続管変形吸収部、３６…ザグリスペー
ス。
フロントページの続き (72)発明者 高津 英幸 東京都千代田区内幸町二丁目２番２号 日 本原子力研究所内 (72)発明者 喜多村 和憲 神奈川県横浜市鶴見区末広町２丁目４番地 株式会社東芝京浜事業所内 (72)発明者 澁井 正直 神奈川県横浜市鶴見区末広町２丁目４番地 株式会社東芝京浜事業所内 (72)発明者 立川 信夫 東京都港区芝浦一丁目１番１号 株式会社 東芝本社事務所内

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 核融合炉のトカマク本体真空容器のプラ
    ズマ側内周に設置される遮蔽ブランケット構造体におい
    て、箱形ブランケット容器のフロント側中央部を第一壁
    を設けたフロントカバーとし、溶接及び切断で取り外し
    可能としたことを特徴とする核融合炉ブランケット構造
    体。
  2. 【請求項２】 請求項１記載の核融合炉ブランケット構
    造体において、中央部のフロントカバー周囲を後壁側へ
    落ち込むように周囲に側壁を設け、周囲のフロントカバ
    ーも中央フロントカバー部との境界を後壁側へ落ち込む
    ように周囲に側壁を設けて、両部材の側壁端部を溶接に
    て接合することを特徴とする核融合炉ブランケット構造
    体。
  3. 【請求項３】 請求項１および請求項２記載の核融合炉
    ブランケット構造体において、トロイダル方向に数個の
    ブランケットモジュールをブランケット容器底板を介し
    て共通底板にボルト締結し、共通底板の両サイドに設け
    たポロイダル支持脚を介して後壁側ポロイダル支持脚部
    と溶接接続することを特徴とする核融合炉ブランケット
    構造体。
  4. 【請求項４】 請求項１、請求項２および請求項３記載
    の核融合炉ブランケット構造体において、後壁側に設置
    された冷却水給排水用冷却ヘッダーと共通底板内冷却ヘ
    ッダー間を給排水用接続管で溶接接続することを特徴と
    する核融合炉ブランケット構造体。
  5. 【請求項５】 請求項１および請求項２記載の核融合炉
    ブランケット構造体において、ブランケット容器内壁を
    ラジアルリブで補強したことを特徴とする核融合炉ブラ
    ンケット構造体。
  6. 【請求項６】 請求項１および請求項２記載の核融合炉
    ブランケット構造体において、ブランケット容器内を冷
    却流路加工を施したステンレス材ブロックのモザイク組
    立で充填されることを特徴とする核融合炉ブランケット
    構造体。
  7. 【請求項７】 請求項１および請求項２記載の核融合炉
    ブランケット構造体において、ブランケット容器内を冷
    却流路加工を施したポーラス構造のステンレス材ブロッ
    クのモザイク組立で充填されることを特徴とする核融合
    炉ブランケット構造体。
  8. 【請求項８】 請求項１、請求項２および請求項３記載
    の核融合炉ブランケット構造体において、ブランケット
    モジュールをブランケット容器底板を介して共通底板に
    ボルト締結する構造とし、ボルトヘッドを固定する共通
    底板側のボルト穴をボルト締結後ボルトヘッド周囲とボ
    ルト穴側面間をシール溶接することを特徴とする核融合
    炉ブランケット構造体。
  9. 【請求項９】 請求項１、請求項２および請求項８記載
    の核融合炉ブランケット構造体において、ブランケット
    モジュールをブランケット容器底板を介して共通底板に
    ボルト締結する構造とし、ブランケット容器底板と共通
    底板間にキー構造を設けたことを特徴とする核融合炉ブ
    ランケット構造体。
  10. 【請求項１０】 請求項１、請求項２および請求項８記
    載の核融合炉ブランケット構造体において、ブランケッ
    トモジュールのブランケット容器底板を介して共通底板
    にボルト締結する構造であって、締結ボルトのヘッド部
    からボルト軸方向にザグリ穴を設けたことを特徴とする
    核融合炉ブランケット構造体。
  11. 【請求項１１】 請求項１、請求項２および請求項４記
    載の核融合炉ブランケット構造体において、後壁側設置
    された冷却給排水用冷却ヘッダーと共通底板内冷却ヘッ
    ダー間を給排水用接続管で溶接接続する構造とし、給排
    水用接続管をフレキシブル構造としたことを特徴とする
    核融合炉ブランケット構造体。
  12. 【請求項１２】 請求項１、請求項２および請求項４記
    載の核融合炉ブランケット構造体において、共通底板内
    冷却ヘッダーとブランケット容器内壁側に設置された第
    一壁冷却ヘッダー間を冷却配管接続とし、共通底板内冷
    却ヘッダー側からヘッダーパイプをブランケット容器フ
    ロント側に立てヘッダー側へ差し込み構造とすることを
    特徴とする核融合炉ブランケット構造体。
  13. 【請求項１３】 請求項１、請求項２および請求項１２
    記載の核融合炉ブランケット構造体において、共通底板
    内冷却ヘッダーとブランケット容器内壁側に設置された
    第一壁冷却ヘッダー間を冷却配管接続とし、共通底板内
    冷却ヘッダー側からヘッダーパイプをブランケット容器
    フロント側に立て、ヘッダー側への差し込み構造部を相
    互にテーパ構造とすることを特徴とする核融合炉ブラン
    ケット構造体。
  14. 【請求項１４】 請求項１、請求項２および請求項３記
    載の核融合炉ブランケット構造体において、共通底板と
    ブランケット容器間の接触面を絶縁コーティングし、両
    部材間を絶縁ボルト、絶縁キーで接続することを特徴と
    する核融合炉ブランケット構造体。
  15. 【請求項１５】 請求項１、請求項２および請求項４記
    載の核融合炉ブランケット構造体において、後壁側に設
    置された冷却水給排水用冷却ヘッダーと共通底板内冷却
    ヘッダー間を給排水用接続管で溶接接続する構造とし、
    共通底板のプラズマ側から接続用穴はプラグ段差部を設
    けた共通底板冷却接続管プラグを挿入し、プラグ周囲を
    溶接して冷却水をシールすることを特徴とする核融合炉
    ブランケット構造体。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8064563B2 (en) * 2005-03-22 2011-11-22 The European Atomic Energy Community, represented by the European Commission First-wall component for a fusion reactor
CN103903652A (zh) * 2014-04-11 2014-07-02 中国科学院合肥物质科学研究院 一种新型小模块化氚增殖包层系统
CN104157312A (zh) * 2014-08-29 2014-11-19 中国工程物理研究院核物理与化学研究所 模块式基于z箍缩驱动的聚变裂变混合堆包层燃料区
RU186402U1 (ru) * 2018-09-13 2019-01-18 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" Устройство для крепления элементов термоядерного реактора
RU198527U1 (ru) * 2020-03-02 2020-07-14 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" Панель первой стенки термоядерного реактора

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