JP2004239807A - Blanket module structure for nuclear fusion reactor - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To eliminate the requirement of executing slit working for reducing the electromagnetic force requiring an expensive technique of high-level such as blanket structure, to eliminate the requirement of adopting the first separated type wall structure requiring the complicated leg structure, to eliminate the requirement of using a large HIP device by only replacing for a damaged portion when damaged partially, and to eliminate, in addition thereto, the requirement of working a cooling passage for letting cooling water flow in a rear wall part. <P>SOLUTION: In this blanket module structure for a nuclear fusion reactor, a shielding blanket module is finely divided in a toroidal direction into a large number of shielding facets, attaching legs protrude in both upper and lower end parts of a rear face in each poloidal direction, the large number of shielding facets are juxtaposed with a fixed dimension of space in the toroidal direction to be fixed by welding to protruded parts provided in both front face upper and lower end parts of a rear wall by the attaching legs, and a cavity is formed with respect to the rear wall. Each of the shielding facets comprises the first wall of a U-shape and a boxlike shielding body, the first wall is engagedly attached to the shielding body, and is integrated by HIP joining. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【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モジュール構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
核融合炉においては、プラズマディスラプション時に、電磁誘導による電流が図13の矢印に示すようにバックプレート103及びブランケット101内を流れ、その電流とプラズマの閉じ込め用に超電導コイルが作る磁場との作用でブランケット101に電磁力が働く。バックプレート103及びブランケット101に電流が流れるのは、プラズマ電流が増減すると、電磁誘導によりバックプレート103及びブランケット101に渦電流が流れるからである。
【0003】
プラズマディスラプション時のプラズマ電流の変化及び超電導コイルの作る磁場が共に大きいことによりブランケット101に働く電磁力は巨大となり、これに耐えるには、ブランケット101のバックプレート103への溶接脚101zを剛構造にすることが必要である。即ち、ブランケット101に働く電磁力により、図13に示すようにブランケット101に矢印Qに示す面圧(引張り圧力)が例えば1MPa≒10atmかかり、しかも矢印Su、Sdで示す上下方向のせん断力が例えば1MN(トータル荷重)がかかるため、溶接脚101zを剛構造にすることが必要である。
【0004】
しかし、溶接脚101zを剛構造にすると、熱応力が増加してしまう。また、ブランケット101を流れる電流を抑制するには、溶接脚ではなく絶縁ボルトによりブランケット101をバックプレート103に結合する方法があるが、この場合には絶縁ボルトでの発熱による温度上昇や耐電気絶縁性材料の耐久性に問題がある。
【0005】
このような問題を解決する手段として、特開2000−241578に開示されるように、ブランケットにポロイダル方向でスリットを設けたり、ブランケットを数枚の板状ブランケットとなして、これを周縁に電気絶縁材を介して接合し板状ブランケット間に隙間を形成したり、あるいは接合面全面に電気絶縁材を介在して接合したりして、スリットや隙間であるいは電気絶縁材で電流を遮断するようにしたものがあり、これにより核融合炉におけるプラズマディスラプション時に、電磁誘導により電流がブランケット内を流れにくくなり、従って、その電流と超電導コイルの作る磁場との作用でブランケットに働く電磁力が低減される。その結果、バックプレートへブランケットを取り付けるための溶接脚や絶縁ボルトに要求する強度が大きく軽減される。
【0006】
しかしながら、上記特開2000−241578に開示されるブランケット構造では、電磁力低減のためにブランケットの製作加工前後に、ポロイダル方向、半径方向などにウォータージェット加工、放電加工、ワイヤーカット加工などによるスリット加工を必要とした、また、スリット深さにも制約があってブランケットの半分程度の深さ=最長200mm程度であった。ウォータージェット加工による場合は、200mm深さになると、切り口が波形状に乱れる現象が生じる場合があった。従って、加工精度、加工コスト、スリット付与に難点があった。さらに、従来の上記ブランケット構造では、電磁力低減のために電導性の良い銅材から成る第一壁と遮蔽体とを分離する分離型構造を採っているため、分離型第一壁は支持脚部が遮蔽体を貫通するような複雑な構造の採択が余儀なくされ、複雑かつ高コストの設計が必要であった。一方、一体型HIP法による第一壁と遮蔽体との接合では、大型HIP装置が必要となり、高コストを招く原因ともなっていた。さらにまた、プラズマ環境により部分的に有意な損傷を被った場合、従来はブランケットモジュール1個を廃棄する必要があり、無駄が多くなっていた。その上従来のブランケット構造では、中性子負荷から生じる核発熱に対しては、後壁部に対してもそれ専用の冷却通路を設ける必要があり、しかも遮蔽体部の冷却水を後壁部に流すなどの考慮が必要であった。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明は、従来のブランケット構造のように高価で高度な技術を要する電磁力低減用のスリット加工を施す必要がなく、また複雑な脚部構造が必要となる分離型第一壁構造を採用する必要がなく、さらに大型HIP装置を用いる必要がなく、また部分的な損傷を被った場合、その部分のみ交換すればよく、その上冷却水を後壁部に流すための冷却通路を加工する必要のない核融合炉のブランケットモジュール構造を提供しようとするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明の核融合炉のブランケットモジュール構造は、遮蔽ブランケットモジュールをトロイダル方向に細かく分割して多数個の遮蔽ファセットとなすと共に夫々ポロイダル方向で後面上下両端部に取付脚を形成し、この多数個の遮蔽ファセットを一定寸法の隙間をあけてトロイダル方向に並列させ、取付脚にて後壁の前面上下両端部に設けた突出部に溶接固定して、後壁との間に空隙を形成して成るものである。
【0009】
上記の核融合炉のブランケットモジュール構造において、各遮蔽ファセットは、コ字形の第一壁と箱形の遮蔽体とより成り、前記第一壁が遮蔽体に嵌着され、HIP接合により一体化されているものである。
【0010】
上記の核融合炉のブランケットモジュール構造において、各遮蔽ファセットのコ字形の第一壁は、ポロイダル方向でコ字形に形成され、その上下両端部にトロイダル方向で出口側及び入口側のヘッダーが形成され、その上下のヘッダー間にコ字形の冷却材通路が多数並列に形成されて成り、各遮蔽ファセットの箱形の遮蔽体は、後面上下両端部の取付脚の内部のヘッダーが形成され、上下両面側にヘッダーが形成され、この上下のヘッダー間に多数の冷却材通路が複数層並列に形成され、前記後面上端部の取付脚の内部にヘッダーと下面側のヘッダーとの間に冷却材流路が多数並列に形成され、遮蔽体の上面側のヘッダーと第一壁の上端部のヘッダーは連通され、第一壁の下端部のヘッダーと遮蔽体の下面側のヘッダーは連通され、遮蔽体の後面上部には前記後面上端部の取付脚の内部のヘッダーに連通する入口管又は出口管が取り付けられ、遮蔽体の後面下端部には前記後面下端部の取付脚の内部のヘッダーに連通する出口管又は入口管が取り付けられていることが好ましい。
【0011】
上記の核融合炉のブランケットモジュール構造において、各遮蔽ファセットのコ字形の第一壁は、ポロイダル方向でコ字形に形成され、その上下両端部にトロイダル方向で出口側及び入口側のヘッダーが形成され、その上下のヘッダー間にコ字形の冷却材通路が多数並列に形成されて成り、各遮蔽ファセットの箱形の遮蔽体は、後面の上部、下部、中間部、下部に夫々ヘッダーが形成され、上部のヘッダーと中間部のヘッダーとの間にコ字形の冷却材流路が複数形成され、中間部のヘッダーから遮蔽体の下部にかけて前記冷却材流路と同列に冷却材流路が形成され、この冷却材流路に連なって遮蔽体の前側位置で長いコ字形の冷却材流路が形成され、この冷却材流路が前記第一壁の上端部のヘッダーに連通する連絡溝に連通され、前記遮蔽体の後面下部のヘッダーは第一壁の下端部のヘッダーに連通する連絡溝と冷却材流路にて連通され、遮蔽体の上部のヘッダーと下部のヘッダーには入口管と出口管が取り付けられていることが好ましい。
【0012】
前記の核融合炉のブランケットモジュール構造において、後壁は、前面の上下端部に多数個の遮蔽ファセットを取付脚にて溶接固定した突出部を有し、前面の上下に多数個の遮蔽ファセットの入口管と出口管を挿入した多数の挿通口を有し、その多数の挿通口の反対側には後面より配管型式のヘッダーが挿入固定されるか又は矩形溝型式のヘッダーが設けられ、後面左右両側端には真空容器又はバックプレートにボルト又は溶接にて固定するL形の取付部がポロイダル方向で突設されているものである。
【0013】
本発明の核融合炉のブランケットモジュール構造の他の1つは、増殖ブランケットモジュールをトロイダル方向に細かく分割して多数個の増殖ファセットとなすと共に夫々ポロイダル方向で後面側上下両端部に取付脚を形成し、この多数個の増殖ファセットを一定寸法の隙間をあけてトロイダル方向に並列させ、取付脚にて後壁の前面上下両端部に設けた突出部に溶接固定して成るものである。
【0014】
上記の核融合炉のブランケットモジュール構造において、各増殖ファセットは、前側内部に独立した増殖体を前後方向に重層して複数設け、後側内部に独立した増殖体を左右方向に並列に複数設けてなり、各増殖体は増倍材にて増殖材を内包してなることを特徴とするものである。
【0015】
【発明の実施の形態】
本発明による核融合炉のブランケットモジュール構造の1つの実施形態を図によって説明する。図1において、1は遮蔽ブランケットモジュールで、この遮蔽ブランケットモジュール1は、トロイダル方向(図1において左右方向)に細かく分割して多数個(例えば6〜8個)の遮蔽ファセット2となすと共に夫々ポロイダル方向(図1において上下方向)で後面上下両端部に取付脚3、3′を突設し、この多数個の遮蔽ファセット2を一定寸法(例えば2〜3mm)の隙間4をあけてトロイダル方向に並列させ、取付脚3、3′にて後壁5の前面上下端部に設けた突出部6、6′に溶接固定して、後壁5との間に空隙7を形成して成るものである。
【0016】
上記構成のブランケットモジュール構造において、各遮蔽ファセット2は、図2に示すようにコ字形の第一壁8と箱形の遮蔽体9とより成り、前記第一壁8が遮蔽体9に嵌合され、HIP接合により一体化されて成るものである。
【0017】
上記各遮蔽ファセット2のコ字形の第一壁8の1つは、図3に示すようにポロイダル方向でコ字形に形成され、その上下両端部にトロイダル方向で入口側のヘッダー10及び出口側のヘッダー10′が形成され、その上下のヘッダー10、10′間にコ字形の冷却材流路11がトロイダル方向で多数並列に形成されている。各遮蔽ファセット2の箱形の遮蔽体9の1つは、図3、図4に示すように後面上下両端部の取付脚3、3′の内部に大、小のヘッダー12、12′が形成され、遮蔽体9の上下両面側にヘッダー14、14′が形成され、この上下のヘッダー14、14′間に多数の冷却材流路15が複数層並列に形成されている。前記ヘッダー12とヘッダー14′との間には冷却材流路13が多数並列に形成され、ヘッダー14と第一壁8のヘッダー10とは連通するようにしてあり、第一壁8のヘッダー10′と遮蔽体9のヘッダー12′とは連通するようにしてある。遮蔽体9の後面上部には前記ヘッダー12に連通する入口管16が取り付けられ、後面下端部には前記ヘッダー12′に連通する出口管17が取り付けられている。
このように構成された遮蔽ファセット2において、冷却材は入口管16から遮蔽体9のヘッダー12に入り、ヘッダー12から冷却材流路13を通ってヘッダー14′に入り、ヘッダー14′から冷却材流路15を通ってヘッダー14に入り、ヘッダー14から第一壁8のヘッダー10に入り、ヘッダー10から冷却材流路11を通ってヘッダー10′に入り、ヘッダー10′から遮蔽体9のヘッダー12′に入り、ヘッダー12′から出口管17を通って出る。
【0018】
各遮蔽ファセット2のコ字形の第一壁8の他の1つと箱形の遮蔽体9の他の1つを図5、図6によって説明する。第一壁8は、ポロイダル方向でコ字形に形成され、その上下両端部にトロイダル方向で入口側のヘッダー10及び出口側のヘッダー10′が形成され、その上下のヘッダー10、10′間にコ字形の冷却材流路11がトロイダル方向で多数並列に形成されている。遮蔽体9は、後面の上部、中間部、下部に、夫々ヘッダー18、19、20が形成され、上部のヘッダー18と中間部のヘッダー19との間にコ字形の冷却材流路21が複数並列に形成され、中間部のヘッダー19から遮蔽体9の下部にかけて冷却材流路21と同列に冷却材流路22が形成され、この冷却材流路22に連なって遮蔽体9の前側位置で長いコ字形の冷却材流路23が形成され、この冷却材流路23が前記第一壁8の上端部のヘッダー10に連通する連絡溝24に連通されている。前記遮蔽体9の後面下部のヘッダー20は、前記第一壁8の下端部のヘッダー10′と連通する連絡溝25と冷却材流路26にて連なっている。前記遮蔽体9の上部のヘッダー18と下部のヘッダー20には入口管16と出口管17が取り付けられている。
このように構成された遮蔽ファセット2において、冷却材は入口管16から遮蔽体9のヘッダー18に入り、ヘッダー18から冷却材流路21を通ってヘッダー19に入り、ヘッダー19から冷却材流路22、冷却材流路23を通って連絡溝24に入り、連絡溝24から第一壁8のヘッダー10に入り、ヘッダー10から冷却材流路11を通ってヘッダー10′に入り、ヘッダー10′から遮蔽体9の連絡溝25に入り、連絡溝25から冷却材流路26を通ってヘッダー20に入り、ヘッダー20から出口管17を通って出る。
【0019】
前記の核融合炉のブランケットモジュール構造において、図1に示される後壁5は、前述の如く前面の上下両端部に多数個の遮蔽ファセット2を取付脚3、3′にて溶接固定した突出部6、6′を有し、前面の上下に図7に示すように多数個の遮蔽ファセット2の入口管16と出口管17を挿入した多数の挿通口31、32を有し、その多数の挿通口31、32の反対側には後面より配管型式のヘッダー33、34が各分岐配管33a、34aが挿入固定され、この配管型式のヘッダー33、34の後側には夫々1個の入口管33b、出口管34bが取り付けられている。配管型式のヘッダー33、34の代りに、図8に示すように多数の挿通口31、32の後半部に夫々矩形溝35、36をトロイダル方向(左右方向)に設け、この矩形溝35、36の開口面に入口管37、出口管38を備えた封塞板39、40を溶接して矩形溝型式のヘッダー41、42を形成してもよい。後壁5の後面左右両側端には真空容器又はバックプレートにボルト又は溶接にて固定するL形の取付部43がポロイダル方向で突設されている。
【0020】
上記のように構成された核融合炉のブランケットモジュール構造において、遮蔽ブランケットモジュール1は、トロイダル方向で多数個の小さな遮蔽ファセット2を後壁5に対し並列に一定寸法の隙間4をあけて後面上下両端の取付脚3、3′にて溶接固定しているので、従来のように加工精度、加工コスト、スリット付与に難点のあったスリット加工は全く不要となり、一定寸法の隙間4が従来よりも多いポロイダル方向の後壁5までの深い(約500mm)貫通スリットとなって、電磁力の大幅な低減を図ることができる。その上各遮蔽ファセット2の背後には後壁5との間で空隙7が形成されているので、半径方向の電流の流れも大きく遮られる結果、過大電磁力を低減できる。また、多数個の小さな遮蔽ファセット2は、第一壁8と遮蔽体9とが一体となっているので、従来のように複雑な脚部構造が必要となる分離型第一壁構造は採用する必要がなくなり、電磁力の低減はより確実なものとなる。
【0021】
上記多数個の遮蔽ファセット2の第一壁8は、ヘッダー10、10′の切削加工と、冷却材流路11のドリル加工や半割れ板はさみ込みHIPで第一壁8と遮蔽体9を同時に接合などの方法で製作され、図3、図4に示される遮蔽体9は、ヘッダー12、12′、14、14′の切削加工と、その開口面への封塞板12a、14aの溶接固定と、冷却材流路13、15のドリル加工と、入口管16、出口管17の取り付けで製作され、図5、図6に示される遮蔽体8は、ヘッダー18、19、20、連絡溝24、25の切削加工と、その開口面への封塞板18a、19a、20a、24a、25aの溶接固定と、冷却材流路21、22、23、26、これらを夫々トロイダル方向で連絡する流路21a、22a、23a、26aのドリル加工と、遮蔽体9の外面に開口された冷却材流路21、22、23、26及び流路21a、22a、23a、26aの端部を封塞するプラギング45と、入口管16、出口管17の取り付けで製作されるので、第一壁8と遮蔽体9は簡素で安価な既存の製作方法により製作され、しかも第一壁8と遮蔽体9はHIP接合により一体化されるので、そのHIP接合には小型、安価なHIP装置で対応できる。
【0022】
また、上記遮蔽ブランケットモジュール1は、プラズマ環境により、部分的に有害な損傷を被った場合、損傷した遮蔽ファセット2のみの部分交換が容易であるので、従来の設計概念のようにブランケットモジュール1個を破棄したり、複雑な構造である分離型の第一壁構造だけを交換したりするようなことはなくなり、経済的である。
【0023】
また、多数の遮蔽ファセット2が並列に隙間4をあけて溶接固定された後壁5には、配管型式のヘッダー33、34あるいは矩形溝型式のヘッダー、41、42を設けて、ヘッダー機能に冷却機能を兼ね備えさせているので、中性子負荷から生じる核発熱に対して冷却効果があり、従来のように後壁に対して専用の冷却通路を設ける必要がなく、遮蔽体部の冷却水を後壁部に流すなど考慮を払う必要がない。
【0024】
また、上記後壁5には後面左右両側端にL形の取付部43がポロイダル方向で突設されているので、図9に示すように真空容器又はバックプレート50の支持脚51に前面側よりブランケットモジュール1をボルト52により固定するのは容易であり、また図10に示すように真空容器又はバックプレート50の支持脚51にブランケットモジュール1を溶接機53により側方より溶接するのは容易である。
【0025】
以上述べた核融合炉のブランケットモジュール構造は、遮蔽ブランケットモジュールの場合であるが、増殖ブランケットモジュールにも適用できるものである。その実施形態を図11により説明すると、55は増殖ブランケットモジュールで、この増殖ブランケットモジュール55は、トロイダル方向(左右方向)に細かく分割して多数個(例えば4〜6個)の増殖ファセット56となすと共に夫々ポロイダル方向(図11において上下方向)で後面上下両端部に取付脚57、57′を突設し、この多数個の増殖ファセット56を一定寸法(例えば2〜3mm)の隙間58をあけてトロイダル方向に並列させ、取付脚57、57′にて後壁59の前面上下両端部に設けた突出部60、60′に溶接固定して、後壁59との間に空隙61を形成して成るものである。
【0026】
上記構成のブランケットモジュール構造において、各増殖ファセット56は、図12に示すように前側内部に独立した増殖体62を前後方向に重層して複数、本例の場合四体設け、後側内部に独立した増殖体63を左右方向に重ねて複数、本例の場合三体設けて成り、各増殖体62、63は増倍材(Beなど)64にて増殖材(酸化Liなど)65を内包してなるものである。
【0027】
上記のように独立した増殖体62、63を供えた増殖ファセット56をトロイダル方向に隙間58をあけて並列させ、取付脚57、57′にて後壁59の前面上下両端部に設けた突出部60、60′に溶接固定して、後壁59との間に空隙61を形成した増殖ブランケットモジュール55は、多数の増殖ファセット56が各々独立して増殖ブランケットの機能を果たすので、効率のよい増殖作用をすることになる。
【0028】
【発明の効果】
以上の説明で判るように本発明の核融合炉のブランケットモジュール構造は、トロイダル方向で多数個の小さな遮蔽ファセットを後壁に対し並列に一定寸法の隙間をあけて溶接固定しているので、従来のようなスリット加工は全く不要で、一定寸法の隙間は従来よりも効果の大きい後壁までの深い貫通スリットとなって、電磁力の大幅な低減を図ることができ、その上各遮蔽ファセットと後壁との間に空隙が形成されているので、半径方向の電流の流れが大きく遮られ、過大電磁力が低減される。しかも各遮蔽ファセットは第一壁が遮蔽体となっているので、従来のような複雑な脚部構造が必要となる分離型第一壁構造は採用する必要がなく、電磁力に耐える強度はより確実なものとなる。
【0029】
また、各遮蔽ファセットの第一壁及び遮蔽体は、ヘッダーの切削加工、冷却材流路のドリル加工、ヘッダーの封塞板の溶接固定、冷却材流路の端部を封塞するプラギング、入口管、出口管の取り付け等の簡素で安価な既存の製作方法により製作され、しかも第一壁と遮蔽体はHIP接合により一体化されるので、そのHIP接合には小型で安価なHIP装置で対応できる。
【0030】
また、上記のブランケットモジュール構造では、プラズマ環境により、部分的に有害な損傷を被った場合、損傷した遮蔽ファセットのみの部分交換が容易であるので、従来のようにブランケットモジュール1個を破棄するようなことはなくなり、経済的である。
【0031】
また、多数の遮蔽ファセットが並列に隙間をあけて溶接固定された後壁にヘッダーを設けて、ヘッダー機能に冷却機能を兼ね備えさせているので、中性子負荷から生じる核発熱に対して冷却効果があり、従来のように後壁に対して専用の冷却通路を設ける必要がない。さらに、この後壁には後面左右両側端に取付部が突設されているので、真空容器又はバックプレートにボルト又は溶接により固定するのが容易である。
【0032】
さらに、本発明の核融合炉のブランケットモジュール構造は、増殖ブランケットモジュールにも適用でき、多数の分割した増殖ファセット内に独立した増殖体を設けることにより、各増殖ファセットは独立して増殖ブランケットの機能を果たすことになり、効率のよい増殖作用をすることになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による核融合炉のブランケットモジュール構造の1つの実施形態を示す概略斜視図である。
【図2】図1のブランケットモジュール構造における遮蔽ファセットを示す概略斜視図である。
【図3】図2の遮蔽ファセットの一例を示す分解斜視図である。
【図4】図3の遮蔽ファセットを組立てた時の縦断側面図である。
【図5】図2の遮蔽ファセットの他の例を示す分解斜視図である。
【図6】図5の遮蔽ファセットを組立てた時の縦断側面図である。
【図7】図1のブランケットモジュールにおける後壁の入口ヘッダー、出口ヘッダーの一例を示す分解斜視図である。
【図8】図7の後壁の入口ヘッダー、出口ヘッダーに代わる他の例を示す分解斜視図である。
【図9】図1のブランケットモジュールを真空容器又はバックプレートにボルトにより固定する状態を示す斜視図である。
【図10】図1のブランケットモジュールを真空容器又はバックプレートに溶接により固定する状態を示す斜視図である。
【図11】本発明による核融合炉のブランケットモジュール構造の他の1つの実施形態を示す概略斜視図である。
【図12】図11のブランケットモジュール構造における増殖ファセットを示す横断斜視図である。
【図13】核融合炉においてプラズマディスラプション時に従来のバックプレート及びブランケット内を流れる電磁誘導による過大電流の流れと、ブランケットにかかる面圧(引張り圧力)とせん断力を示す図である。
【符号の説明】
1 遮蔽ブランケットモジュール
2 遮蔽ファセット
3、3′ 取付脚
4 隙間
5 後壁
6、6′ 突出部
7 空隙
8 コ字形の第一壁
9 箱形の遮蔽体
10、10′ ヘッダー
11 冷却材流路
12、12′ ヘッダー
13 冷却材流路
14、14′ ヘッダー
15 冷却材流路
16 入口管
17 出口管
18、19、20 ヘッダー
21、22、23、26 冷却材流路
24、25 連絡溝
31、32 挿通口
33、34 配管型式のヘッダー
33a、34a 分岐配管
33b 入口管
34b 出口管
35、36 矩形溝
37 入口管
38 出口管
39、40 封塞板
41、42 矩形溝型式のヘッダー
43 取付部
45 プラギング
50 真空容器又はバックプレート
51 支持脚
52 ボルト
53 溶接機
55 増殖ブランケットモジュール
56 増殖ファセット
57、57′ 取付脚
58 隙間
59 後壁
60、60′ 突出部
61 空隙
62、63 増殖体
64 増倍材
65 増殖材
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a blanket module structure for a fusion reactor.
[0002]
[Prior art]
In a fusion reactor, at the time of plasma disruption, a current due to electromagnetic induction flows through the back plate 103 and the blanket 101 as shown by an arrow in FIG. 13, and the current and the magnetic field generated by the superconducting coil for confining the plasma. An electromagnetic force acts on the blanket 101 by the action. The current flows through the back plate 103 and the blanket 101 because, when the plasma current increases or decreases, an eddy current flows through the back plate 103 and the blanket 101 due to electromagnetic induction.
[0003]
The change in the plasma current during the plasma disruption and the large magnetic field generated by the superconducting coil result in a large electromagnetic force acting on the blanket 101. To withstand this, the welding legs 101z of the blanket 101 to the back plate 103 must be rigid. It needs to be structured. That is, due to the electromagnetic force acting on the blanket 101, a surface pressure (tensile pressure) indicated by an arrow Q is applied to the blanket 101, for example, 1 MPa 例 え ば 10 atm, as shown in FIG. 13, and a vertical shear force indicated by arrows Su, Sd is applied, for example. Since 1 MN (total load) is applied, the welding leg 101z needs to have a rigid structure.
[0004]
However, when the welding leg 101z has a rigid structure, thermal stress increases. Further, in order to suppress the current flowing through the blanket 101, there is a method of connecting the blanket 101 to the back plate 103 with an insulating bolt instead of a welding leg. There is a problem with the durability of the conductive material.
[0005]
As means for solving such a problem, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-241578, a blanket is provided with a slit in the poloidal direction, or the blanket is formed into several plate-like blankets, and the blanket is electrically insulated around the periphery. By forming a gap between the plate-shaped blankets by joining through materials, or by joining an electric insulating material on the entire joining surface and joining, cut off the current at the slit or gap or with the electric insulating material This makes it difficult for the current to flow through the blanket due to electromagnetic induction during plasma disruption in a fusion reactor, thus reducing the electromagnetic force acting on the blanket by the action of the current and the magnetic field created by the superconducting coil. Is done. As a result, the strength required for welding legs and insulating bolts for attaching the blanket to the back plate is greatly reduced.
[0006]
However, in the blanket structure disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-241578, slitting by water jet machining, electric discharge machining, wire cutting, or the like in a poloidal direction, a radial direction, or the like before or after the blanket is manufactured to reduce electromagnetic force. And the slit depth was limited, and the depth of about half of the blanket was about 200 mm at the longest. In the case of the water jet processing, when the depth becomes 200 mm, a phenomenon that the cut end is disturbed in a wave shape may occur. Therefore, there are difficulties in processing accuracy, processing cost, and slit provision. Further, in the above-mentioned conventional blanket structure, since the first wall made of a copper material having good conductivity is separated from the shield to reduce the electromagnetic force, the first wall is separated from the supporting leg. The adoption of a complicated structure in which the part penetrates through the shield was inevitable, and a complicated and high-cost design was required. On the other hand, the joining of the first wall and the shield by the integrated HIP method requires a large-sized HIP device, which causes high cost. Furthermore, when the plasma environment partially causes significant damage, conventionally, it is necessary to discard one blanket module, which is wasteful. In addition, in the conventional blanket structure, it is necessary to provide a dedicated cooling passage for the rear wall portion with respect to nuclear heat generated by a neutron load, and furthermore, the cooling water of the shielding portion flows to the rear wall portion. Consideration was necessary.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
Therefore, the present invention employs a separate first wall structure that eliminates the need for slitting to reduce electromagnetic force, which requires expensive and sophisticated techniques, as in the conventional blanket structure, and that requires a complicated leg structure. It is not necessary to use a large-sized HIP device, and if there is a partial damage, only the portion needs to be replaced, and a cooling passage for flowing cooling water to the rear wall portion is formed. It is intended to provide a blanket module structure for a fusion reactor that is unnecessary.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the blanket module structure of the fusion reactor of the present invention is configured such that the shielding blanket module is finely divided in the toroidal direction to form a large number of shielding facets, and mounting legs are provided at upper and lower ends on the rear side in the poloidal direction. The shielding facets are formed in parallel in the toroidal direction with a certain gap therebetween, and are fixed by welding to the projections provided at the upper and lower ends of the front surface of the rear wall with the mounting legs, so as to be in contact with the rear wall. In which a void is formed.
[0009]
In the above-described blanket module structure of the fusion reactor, each shield facet includes a U-shaped first wall and a box-shaped shield, and the first wall is fitted to the shield and integrated by HIP bonding. Is what it is.
[0010]
In the blanket module structure of the fusion reactor described above, the U-shaped first wall of each shielding facet is formed in a U shape in the poloidal direction, and the upper and lower ends thereof are formed with headers on the outlet side and the inlet side in the toroidal direction. A large number of U-shaped coolant passages are formed in parallel between the upper and lower headers, and the box-shaped shield of each shielding facet has a header inside the mounting legs at the upper and lower ends on the rear side, and upper and lower surfaces. A plurality of coolant passages are formed in parallel between the upper and lower headers, and a plurality of coolant passages are formed between the upper and lower headers. Are formed in parallel, the header on the upper surface side of the shield and the header on the upper end of the first wall are communicated, the header on the lower end of the first wall and the header on the lower surface side of the shield are communicated, and the An inlet pipe or an outlet pipe communicating with the header inside the mounting leg at the upper end of the rear surface is attached to the upper surface, and an outlet communicating with the header inside the mounting leg at the lower end of the rear surface is mounted at the lower rear end of the shield. Preferably a tube or inlet tube is provided.
[0011]
In the blanket module structure of the fusion reactor described above, the U-shaped first wall of each shielding facet is formed in a U shape in the poloidal direction, and the upper and lower ends thereof are formed with headers on the outlet side and the inlet side in the toroidal direction. A large number of U-shaped coolant passages are formed in parallel between the upper and lower headers, and the box-shaped shield of each shielding facet has a header formed on the upper, lower, middle, lower portions of the rear surface, A plurality of U-shaped coolant channels are formed between the upper header and the middle header, and a coolant channel is formed in the same row as the coolant channel from the middle header to the lower part of the shield, A long U-shaped coolant channel is formed at the front position of the shield in communication with the coolant channel, and the coolant channel is communicated with a communication groove communicating with a header at the upper end of the first wall, The shield The header on the lower rear surface communicates with the communication groove communicating with the header at the lower end of the first wall through the coolant channel, and the inlet pipe and the outlet pipe are attached to the upper header and the lower header of the shield. Is preferred.
[0012]
In the blanket module structure of the fusion reactor described above, the rear wall has protrusions at the upper and lower ends of the front surface where a number of shielding facets are welded and fixed with mounting legs, and a number of shielding facets are provided above and below the front surface. It has a large number of insertion ports into which the inlet pipe and the outlet pipe are inserted, and a piping type header is inserted or fixed from the rear side on the opposite side of the many insertion ports, or a rectangular groove type header is provided, At both ends, L-shaped mounting portions which are fixed to a vacuum vessel or a back plate by bolts or welding are provided so as to protrude in a poloidal direction.
[0013]
Another one of the blanket module structures of the fusion reactor of the present invention is that the breeding blanket module is finely divided in the toroidal direction to form a large number of breeding facets, and mounting legs are formed on the rear upper and lower ends in the poloidal direction. The multiplying facets are arranged side by side in the toroidal direction with a predetermined gap therebetween, and are fixed to the projections provided at the upper and lower ends of the front surface of the rear wall by mounting legs.
[0014]
In the blanket module structure of the above fusion reactor, each breeding facet is provided with a plurality of independent breeders stacked in the front-rear direction in the front side and a plurality of independent breeders are provided in the rear side in parallel in the left-right direction. Each propagation body is characterized by including a propagation material in a multiplying material.
[0015]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
One embodiment of a blanket module structure of a fusion reactor according to the present invention will be described with reference to the drawings. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a shielding blanket module. The shielding blanket module 1 is finely divided in a toroidal direction (left-right direction in FIG. 1) to form a large number (for example, 6 to 8) of shielding facets 2 and each of them has a poloidal shape. In the direction (vertical direction in FIG. 1), mounting legs 3 and 3 'are provided at upper and lower ends of the rear surface, and a large number of shielding facets 2 are formed in a toroidal direction with a gap 4 having a predetermined size (for example, 2 to 3 mm). They are arranged side by side, and are fixed by welding to the projections 6, 6 'provided on the upper and lower ends of the front surface of the rear wall 5 with the mounting legs 3, 3' to form a gap 7 with the rear wall 5. is there.
[0016]
In the blanket module structure having the above-described configuration, each shield facet 2 includes a U-shaped first wall 8 and a box-shaped shield 9 as shown in FIG. And integrated by HIP bonding.
[0017]
One of the U-shaped first walls 8 of each of the shielding facets 2 is formed in a U-shape in the poloidal direction as shown in FIG. 3, and the header 10 on the inlet side and the outlet side in the toroidal direction on both upper and lower ends thereof. A header 10 'is formed, and a number of U-shaped coolant channels 11 are formed in parallel in the toroidal direction between the upper and lower headers 10, 10'. One of the box-shaped shields 9 of each shielding facet 2 has large and small headers 12, 12 'formed inside the mounting legs 3, 3' at the upper and lower ends on the rear surface as shown in FIGS. Headers 14 and 14 'are formed on both upper and lower surfaces of the shield 9, and a plurality of coolant channels 15 are formed in parallel between the upper and lower headers 14 and 14'. A large number of coolant channels 13 are formed in parallel between the header 12 and the header 14 'so that the header 14 and the header 10 of the first wall 8 communicate with each other. ′ And the header 12 ′ of the shield 9 communicate with each other. An inlet pipe 16 communicating with the header 12 is mounted on the upper rear surface of the shield 9, and an outlet pipe 17 communicating with the header 12 'is mounted on the lower rear end of the shield.
In the shield facet 2 thus configured, coolant enters the header 12 of the shield 9 from the inlet pipe 16, enters the header 14 ′ through the coolant channel 13 from the header 12, and enters coolant from the header 14 ′. The header 14 enters the header 14 through the channel 15, enters the header 10 of the first wall 8 from the header 14, enters the header 10 'through the coolant channel 11 from the header 10, and enters the header 10' from the header 10 '. Enter 12 'and exit from header 12' through outlet tube 17.
[0018]
Another U-shaped first wall 8 of each shielding facet 2 and another one of the box-shaped shielding bodies 9 will be described with reference to FIGS. The first wall 8 is formed in a U-shape in the poloidal direction, and the header 10 on the inlet side and the header 10 'on the outlet side are formed in both upper and lower ends in the toroidal direction. A large number of coolant channels 11 are formed in parallel in the toroidal direction. The shield 9 has headers 18, 19, and 20 formed at the upper, middle, and lower portions of the rear surface, respectively, and a plurality of U-shaped coolant channels 21 are provided between the upper header 18 and the middle header 19. A coolant channel 22 is formed in parallel with the coolant channel 21 from the middle header 19 to the lower portion of the shield 9, and is connected to the coolant channel 22 at a front position of the shield 9. A long U-shaped coolant passage 23 is formed, and the coolant passage 23 communicates with a communication groove 24 communicating with the header 10 at the upper end of the first wall 8. The header 20 at the lower rear portion of the shield 9 is connected to a communication groove 25 communicating with the header 10 ′ at the lower end of the first wall 8 at a coolant channel 26. An inlet pipe 16 and an outlet pipe 17 are attached to an upper header 18 and a lower header 20 of the shield 9.
In the shield facet 2 thus configured, the coolant enters the header 18 of the shield 9 from the inlet pipe 16, enters the header 19 from the header 18 through the coolant channel 21, and enters the header 19 from the header 19. 22, enter the communication groove 24 through the coolant channel 23, enter the header 10 of the first wall 8 from the communication groove 24, enter the header 10 'from the header 10 through the coolant channel 11, and enter the header 10'. From the communication groove 25 of the shield 9, from the communication groove 25 through the coolant channel 26, into the header 20, and out of the header 20 through the outlet pipe 17.
[0019]
In the blanket module structure of the fusion reactor described above, the rear wall 5 shown in FIG. 1 has a plurality of shielding facets 2 attached to the upper and lower ends of the front surface by welding with the mounting legs 3, 3 'as described above. As shown in FIG. 7, there are a large number of insertion ports 31 and 32 into which the entrance pipe 16 and the exit pipe 17 of the large number of shielding facets 2 are inserted, as shown in FIG. At the opposite side of the ports 31 and 32, piping type headers 33 and 34 are inserted and fixed from the rear surface thereof, and branch pipes 33a and 34a are inserted and fixed. One inlet pipe 33b is provided at the rear side of the piping type headers 33 and 34, respectively. , An outlet pipe 34b is attached. Instead of the piping type headers 33 and 34, rectangular grooves 35 and 36 are provided in the rear part of the large number of insertion ports 31 and 32 in the toroidal direction (left-right direction) as shown in FIG. The sealing plates 39 and 40 provided with the inlet pipe 37 and the outlet pipe 38 may be welded to the opening surfaces of the above to form the rectangular groove type headers 41 and 42. An L-shaped mounting portion 43 is provided on both left and right ends of the rear surface of the rear wall 5 to be fixed to a vacuum vessel or a back plate by bolts or welding in a poloidal direction.
[0020]
In the blanket module structure of the fusion reactor configured as described above, the shielding blanket module 1 is composed of a number of small shielding facets 2 in the toroidal direction in parallel with the rear wall 5 with a gap 4 of a predetermined size being provided on the rear surface. Since it is fixed by welding with the mounting legs 3 and 3 'at both ends, there is no need for the slit processing which had difficulties in processing accuracy, processing cost, and slit provision as in the conventional case, and the gap 4 having a certain dimension is made larger than in the past. A deep (approximately 500 mm) through slit extending to the rear wall 5 in a large poloidal direction can greatly reduce the electromagnetic force. In addition, since the air gap 7 is formed behind each shielding facet 2 with the rear wall 5, the flow of current in the radial direction is largely interrupted, so that an excessive electromagnetic force can be reduced. In addition, since a large number of small shielding facets 2 have the first wall 8 and the shielding body 9 integrated with each other, a separate first wall structure requiring a complicated leg structure as in the related art is employed. This eliminates the need and reduces electromagnetic force more reliably.
[0021]
The first wall 8 of the large number of shielding facets 2 is formed by cutting the headers 10 and 10 ′, simultaneously drilling the coolant channel 11, and inserting the half-split plate into the first wall 8 and the shielding body 9 simultaneously. The shield 9 manufactured by a method such as bonding and shown in FIGS. 3 and 4 is formed by cutting the headers 12, 12 ', 14, and 14', and fixing the sealing plates 12a, 14a to the opening surfaces by welding. The shield 8 shown in FIGS. 5 and 6 is manufactured by drilling the coolant passages 13 and 15 and attaching the inlet pipe 16 and the outlet pipe 17 to each other. , 25, welding and fixing of the sealing plates 18a, 19a, 20a, 24a, 25a to the opening surfaces thereof, and the coolant flow paths 21, 22, 23, 26, which connect these in the toroidal direction, respectively. Drilling of roads 21a, 22a, 23a, 26a Plugging 45 that seals the ends of the coolant channels 21, 22, 23, 26 and the channels 21a, 22a, 23a, 26a opened on the outer surface of the shield 9, and the inlet tube 16, the outlet tube 17 Since the first wall 8 and the shield 9 are manufactured by mounting, the first wall 8 and the shield 9 are manufactured by a simple and inexpensive existing manufacturing method, and the first wall 8 and the shield 9 are integrated by HIP bonding. Can be handled by a small and inexpensive HIP device.
[0022]
In addition, when the shielding blanket module 1 is partially damaged by the plasma environment, it is easy to partially replace only the damaged shielding facet 2, so that one blanket module is used as in the conventional design concept. It is not economical to discard or replace only the separated first wall structure, which is a complicated structure.
[0023]
Further, on the rear wall 5 where a number of shielding facets 2 are welded and fixed with a gap 4 in parallel, piping type headers 33 and 34 or rectangular groove type headers 41 and 42 are provided to cool the header function. It has a cooling effect on nuclear heat generated by neutron load because it has the same function.There is no need to provide a dedicated cooling passage to the rear wall as in the past, and the cooling water of the shield is There is no need to pay attention to the flow in the department.
[0024]
In addition, since the rear wall 5 is provided with L-shaped mounting portions 43 protruding in the poloidal direction on both left and right ends on the rear surface, as shown in FIG. It is easy to fix the blanket module 1 with bolts 52, and it is easy to weld the blanket module 1 to the supporting legs 51 of the vacuum vessel or back plate 50 from the side by a welding machine 53 as shown in FIG. is there.
[0025]
The blanket module structure of the fusion reactor described above is a case of a shielding blanket module, but can also be applied to a breeding blanket module. This embodiment will be described with reference to FIG. 11. Reference numeral 55 denotes a proliferation blanket module. The proliferation blanket module 55 is finely divided in a toroidal direction (lateral direction) to form a large number (for example, 4 to 6) of proliferation facets 56. At the same time, mounting legs 57, 57 'are projected at the upper and lower ends of the rear surface in the poloidal direction (vertical direction in FIG. 11), and a large number of these multiplying facets 56 are provided with a gap 58 of a fixed size (for example, 2-3 mm). It is juxtaposed in the toroidal direction, and is fixed by welding to the projections 60, 60 'provided on the front upper and lower ends of the rear wall 59 with the mounting legs 57, 57' to form a gap 61 with the rear wall 59. It consists of
[0026]
In the blanket module structure having the above-described configuration, as shown in FIG. 12, each growth facet 56 is provided with a plurality of independent growth bodies 62 in the front inside in the front-rear direction, and in this case, four growth bodies 62 are provided. In the present example, a plurality of the multiplied bodies 63 are provided in the left-right direction, and three multiplied bodies are provided. It is.
[0027]
The breeding facets 56 provided with the independent breeding bodies 62 and 63 as described above are arranged in parallel in the toroidal direction with a gap 58 therebetween, and the projections provided at the upper and lower ends of the front surface of the rear wall 59 with the mounting legs 57 and 57 ′. The growth blanket module 55, which is welded and fixed to 60, 60 'to form a gap 61 with the rear wall 59, has a large number of growth facets 56 each functioning as a growth blanket independently, so that efficient growth is achieved. Will work.
[0028]
【The invention's effect】
As can be seen from the above description, the blanket module structure of the fusion reactor of the present invention has a large number of small shielding facets in the toroidal direction which are welded and fixed with a predetermined gap in parallel with the rear wall. No slit processing is required at all, and the gap with a certain size becomes a deep through slit up to the rear wall, which is more effective than before, so that the electromagnetic force can be greatly reduced, and furthermore, each shielding facet and Since a gap is formed between the rear wall and the rear wall, the flow of current in the radial direction is largely interrupted, and excessive electromagnetic force is reduced. Moreover, since each shield facet has a shield on the first wall, there is no need to use a separate first wall structure that requires a complicated leg structure as in the past, and the strength to withstand electromagnetic force is higher. It will be sure.
[0029]
In addition, the first wall and shield of each shield facet are formed by cutting the header, drilling the coolant passage, welding and fixing the sealing plate of the header, plugging to seal the end of the coolant passage, and the entrance. It is manufactured by a simple and inexpensive existing manufacturing method such as installation of pipes and outlet pipes, and the first wall and shield are integrated by HIP bonding, so the HIP bonding can be handled by a small and inexpensive HIP device. it can.
[0030]
Further, in the blanket module structure described above, when the harmful damage is partially caused by the plasma environment, it is easy to partially replace only the damaged shielding facet. It is economical.
[0031]
In addition, a header is provided on the rear wall where a number of shielding facets are welded and fixed with a gap in parallel, and the header function also has a cooling function, so there is a cooling effect against nuclear heat generated from neutron load. It is not necessary to provide a dedicated cooling passage for the rear wall as in the conventional case. Further, since the rear wall is provided with the mounting portions projecting from the left and right sides of the rear surface, it is easy to fix the rear wall to the vacuum vessel or the back plate by bolts or welding.
[0032]
Furthermore, the blanket module structure of the fusion reactor of the present invention can also be applied to a breeding blanket module, and by providing independent breeders in a number of divided breeding facets, each breeding facet can function independently as a breeding blanket. And an efficient multiplying action is achieved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic perspective view showing one embodiment of a blanket module structure of a fusion reactor according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic perspective view showing a shielding facet in the blanket module structure of FIG. 1;
FIG. 3 is an exploded perspective view showing an example of the shielding facet of FIG. 2;
FIG. 4 is a vertical sectional side view when the shielding facet of FIG. 3 is assembled.
FIG. 5 is an exploded perspective view showing another example of the shielding facet of FIG. 2;
6 is a vertical sectional side view when the shielding facet of FIG. 5 is assembled.
FIG. 7 is an exploded perspective view showing an example of an inlet header and an outlet header of a rear wall in the blanket module of FIG. 1;
FIG. 8 is an exploded perspective view showing another example of the rear wall of FIG. 7 in place of the entrance header and the exit header.
FIG. 9 is a perspective view showing a state in which the blanket module of FIG. 1 is fixed to a vacuum vessel or a back plate with bolts.
FIG. 10 is a perspective view showing a state where the blanket module of FIG. 1 is fixed to a vacuum vessel or a back plate by welding.
FIG. 11 is a schematic perspective view showing another embodiment of a blanket module structure of a fusion reactor according to the present invention.
FIG. 12 is a cross-sectional perspective view showing a growth facet in the blanket module structure of FIG. 11;
FIG. 13 is a diagram showing a flow of an excessive current due to electromagnetic induction flowing in a conventional back plate and a blanket during plasma disruption in a fusion reactor, and a surface pressure (tensile pressure) and a shear force applied to the blanket.
[Explanation of symbols]
REFERENCE SIGNS LIST 1 shielding blanket module 2 shielding facet 3, 3 ′ mounting leg 4 gap 5 rear wall 6, 6 ′ protrusion 7 air gap 8 U-shaped first wall 9 box-shaped shield 10, 10 ′ header 11 coolant channel 12 , 12 'header 13 coolant flow path 14, 14' header 15 coolant flow path 16 inlet pipe 17 outlet pipe 18, 19, 20 header 21, 22, 23, 26 coolant flow path 24, 25 communication groove 31, 32 Insertion ports 33, 34 Pipe type headers 33a, 34a Branch pipe 33b Inlet pipe 34b Outlet pipe 35, 36 Rectangular groove 37 Inlet pipe 38 Outlet pipe 39, 40 Sealing plate 41, 42 Rectangular groove type header 43 Mounting part 45 Plugging Reference Signs List 50 Vacuum container or back plate 51 Support leg 52 Bolt 53 Welder 55 Propagation blanket module 56 Propagation facet 57, 57 'Mounting leg 58 Gap 59 Rear wall 60, 60 'Projection 61 Void 62, 63 Proliferator 64 Multiplier 65 Proliferator

Claims (7)

遮蔽ブランケットモジュールをトロイダル方向に細かく分割して多数個の遮蔽ファセットとなすと共に夫々ポロイダル方向で後面上下両端部に取付脚を突設し、この多数個の遮蔽ファセットを一定寸法の隙間をあけてトロイダル方向に並列させ、取付脚にて後壁の前面上下両端部に設けた突出部に溶接固定して、後壁との間に空隙を形成して成る核融合炉のブランケットモジュール構造。The shielding blanket module is divided finely in the toroidal direction to form a number of shielding facets, and mounting legs are projected at the upper and lower ends on the rear side in the poloidal direction, respectively. A blanket module structure for a fusion reactor, which is arranged side by side and fixed by welding to the projections provided at the upper and lower ends of the front surface of the rear wall with mounting legs to form a gap with the rear wall. 請求項1記載の核融合炉のブランケットモジュール構造において、各遮蔽ファセットは、コ字型の第一壁と箱型の遮蔽体とより成り、前記第一壁が遮蔽体に嵌着され、HIP接合により一体化されていることを特徴とする核融合炉のブランケットモジュール構造。2. The blanket module structure of a fusion reactor according to claim 1, wherein each shielding facet comprises a U-shaped first wall and a box-shaped shielding body, wherein the first wall is fitted to the shielding body, and HIP bonding is performed. A blanket module structure for a fusion reactor, characterized by being integrated by: 請求項2記載の核融合炉のブランケットモジュール構造において、各遮蔽ファセットのコ字形の第一壁は、ポロイダル方向でコ字形に形成され、その上下両端部にトロイダル方向で出口側及び入口側のヘッダーが形成され、その上下のヘッダー間にコ字形の冷却材通路が多数並列に形成されて成り、各遮蔽ファセットの箱形の遮蔽体は、後面上下両端部の取付脚の内部にヘッダーが形成され、上下両面側にヘッダーが形成され、この上下のヘッダー間に多数の冷却材通路が複数層並列に形成され、前記後面上端部の取付脚の内部のヘッダーと下面側のヘッダーとの間に冷却材流路が多数並列に形成され、遮蔽体の上面側のヘッダーと第一壁の上端部のヘッダーは連通され、第一壁の下端部のヘッダーと遮蔽体の下面側のヘッダーは連通され、遮蔽体の後面上部には前記後面上端部の取付脚の内部のヘッダーに連通する入口管又は出口管が取り付けられ、遮蔽体の後面下端部には前記後面下端部の取付脚の内部のヘッダーに連通する出口管又は入口管が取り付けられていることを特徴とする核融合炉のブランケットモジュール構造。3. The blanket module structure for a fusion reactor according to claim 2, wherein the U-shaped first wall of each shielding facet is formed in a U-shape in a poloidal direction, and the upper and lower ends of the U-shaped first wall are in the toroidal direction on the outlet side and the inlet side. Is formed, a large number of U-shaped coolant passages are formed in parallel between the upper and lower headers, and the box-shaped shield of each shielding facet has a header formed inside the mounting legs at the upper and lower ends on the rear surface. A header is formed on both upper and lower sides, and a plurality of coolant passages are formed in parallel between the upper and lower headers, and a cooling passage is provided between the header inside the mounting legs at the upper end of the rear surface and the header on the lower surface. A number of material flow paths are formed in parallel, the header on the upper surface side of the shield and the header on the upper end of the first wall are communicated, the header on the lower end of the first wall and the header on the lower surface side of the shield are communicated, An inlet pipe or an outlet pipe communicating with a header inside the mounting leg at the upper end of the rear surface is attached to an upper portion of the rear surface of the cover, and a lower end of the rear surface of the shield is attached to a header inside the mounting leg at the lower end of the rear surface. A blanket module structure for a fusion reactor, wherein a communicating outlet pipe or inlet pipe is attached. 請求項2記載の核融合炉のブランケットモジュール構造において、各遮蔽ファセットのコ字形の第一壁は、ポロイダル方向でコ字形に形成され、その上下両端部にトロイダル方向で出口側及び入口側のヘッダーが形成され、その上下のヘッダー間にコ字形の冷却材通路が多数並列に形成されて成り、各遮蔽ファセットの箱形の遮蔽体は、後面の上部、中間部、下部に夫々ヘッダーが形成され、上部のヘッダーと中間部のヘッダーとの間にコ字形の冷却材流路が複数形成され、中間部のヘッダーから遮蔽体の下部にかけて前記冷却材流路と同列に冷却材流路が形成され、この冷却材流路に連なって遮蔽体の前側位置で長いコ字形の冷却材流路が形成され、この冷却材流路が前記第一壁の上端部のヘッダーに連通する連絡溝に連通され、前記遮蔽体の後面下部のヘッダーは第一壁の下端部のヘッダーに連通する連絡溝と冷却材流路にて連通され、遮蔽体の上部のヘッダーと下部のヘッダーには入口管と出口管が取り付けられていることを特徴とする核融合炉のブランケットモジュール構造。3. The blanket module structure for a fusion reactor according to claim 2, wherein the U-shaped first wall of each shielding facet is formed in a U-shape in a poloidal direction, and the upper and lower ends of the U-shaped first wall are in the toroidal direction on the outlet side and the inlet side. Is formed, a large number of U-shaped coolant passages are formed in parallel between the upper and lower headers, and the box-shaped shield of each shielding facet has a header formed at the upper part, the middle part, and the lower part of the rear surface, respectively. A plurality of U-shaped coolant flow paths are formed between the upper header and the middle header, and the coolant flow paths are formed in the same row as the coolant flow paths from the middle header to the lower part of the shield. A long U-shaped coolant channel is formed at the front position of the shield in communication with the coolant channel, and the coolant channel is communicated with a communication groove communicating with a header at the upper end of the first wall. , The shielding The lower header of the rear surface is communicated with the communication groove and the coolant channel communicating with the header at the lower end of the first wall, and the inlet pipe and the outlet pipe are attached to the upper header and the lower header of the shield. A blanket module structure for a fusion reactor. 請求項1〜4のいずれかに記載の核融合炉のブランケットモジュール構造において、後壁は、前面の上下端部に多数個の遮蔽ファセットを取付脚にて溶接固定した突出部を有し、前面の上下に多数個の遮蔽ファセットの入口管と出口管を挿入した多数の挿通口を有し、その多数の挿通口の反対側には後面より配管型式のヘッダーが挿入固定されるか又は矩形溝型式のヘッダーが設けられ、後面左右両側端には真空容器又はバックプレートにボルト又は溶接にて固定するL形の取付部がポロイダル方向で突設されていることを特徴とする核融合炉のブランケットモジュール構造。The blanket module structure for a fusion reactor according to any one of claims 1 to 4, wherein the rear wall has a plurality of shielding facets on the upper and lower ends of the front surface, the projections being welded and fixed by mounting legs. The upper and lower sides of the shield facet have a number of insertion ports into which the inlet pipe and the outlet pipe are inserted, and on the opposite side of the plurality of insertion ports, a piping type header is inserted and fixed from the rear surface or a rectangular groove. A blanket for a nuclear fusion reactor, wherein a header of a model type is provided, and an L-shaped mounting portion which is fixed to a vacuum vessel or a back plate by bolts or welding is provided on both left and right ends of a rear surface in a poloidal direction. Module structure. 増殖ブランケットモジュールをトロイダル方向に細かく分割して多数個の増殖ファセットとなすと共に夫々ポロイダル方向で後面上下両端部に取付脚を突設し、この多数個の増殖ファセットを一定寸法の隙間をあけてトロイダル方向に並列させ、取付脚にて後壁の前面上下両端部に設けた突出部に溶接固定して後壁との間に空隙を形成して成る核融合炉のブランケットモジュール構造。The breeding blanket module is finely divided in the toroidal direction to form a number of breeding facets, and mounting legs are protruded at the upper and lower ends on the rear side in the poloidal direction. A blanket module structure for a fusion reactor, which is arranged in parallel in the direction, and is welded and fixed to the projections provided at the upper and lower ends of the front surface of the rear wall with mounting legs to form a gap between the rear wall. 請求項6記載の核融合炉のブランケットモジュール構造において、各増殖ファセットは、前側内部に独立した増殖体を前後方向に重層して複数設け、後側内部に独立した増殖体を左右方向に並列に複数設けてなり、各増殖体は増倍材にて増殖材を内包してなるものであることを特徴とする核融合炉のブランケットモジュール構造。In the blanket module structure for a fusion reactor according to claim 6, each breeding facet is provided with a plurality of independent breeding bodies arranged in the front side in an anteroposterior direction, and the independent breeding bodies are arranged in the rear side in parallel in the left-right direction. A blanket module structure for a nuclear fusion reactor, comprising a plurality of breeders, each breeder including a breeder in a multiplying material.
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