JP2809697B2 - 真空容器および核融合装置の組立方法 - Google Patents

真空容器および核融合装置の組立方法

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JP2809697B2 JP1120744A JP12074489A JP2809697B2 JP 2809697 B2 JP2809697 B2 JP 2809697B2 JP 1120744 A JP1120744 A JP 1120744A JP 12074489 A JP12074489 A JP 12074489A JP 2809697 B2 JP2809697 B2 JP 2809697B2
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/10Nuclear fusion reactors

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  • Welding Or Cutting Using Electron Beams (AREA)
  • Particle Accelerators (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明はプラズマを内部に閉じ込めるトーラス状の真
空容器およびこの真空容器を有する核融合装置の組立方
法に関する。
(従来の技術) 第6図は公知のトーラス型核融合装置の概略構成を示
す縦断面図、第7図は第6図のVII−VII線に沿って切断
し矢印方向に見た断面図であり、トーラス状の真空容器
1内にはプラズマ2が存在している。真空容器1の外周
側にこのトロイダル方向およびポロイダル方向にそれぞ
れトロイダルコイル3およびポロイダルコイル4が配設
されている。このような構成全体は架台5に支持されて
いる。前記ポロイダルコイル4は外径側ポロイダルコイ
ル群4Oと内径側ポロイダルコイル群4Iとに分けられる。
このように構成された核融合装置に於て、一般に中型
〜大型装置の場合は、装置全体さらには各コンポーネン
トの寸法、重量が極めて大きいため、現地にて装置の組
立てが行われるのが通常である。
以下、従来行われている組立手順を最も主要なコンポ
ーネントである真空容器1、ポロイダルコイル4、トロ
イダルコイル3に注目し、その代表的一例を第8図を用
い順序立てて説明する。
(1)の工程……複数の単位ポロイダルコイルにより内
径側ポロイダルコイル群4I1を組立てる。この場合各単
位ポロイダルコイルは円環の一部すなわち後述する最終
接続部4I2を取除いたほぼC字状にする。
(2)の工程……内径側ポロイダルコイル群4I1の外周
側に真空容器主要部1aを組立てる。この場合、トーラス
状の真空容器1の一部すなわち後述する最終組立部1bを
取除いた形状にする。
(3)の工程……複数の単位ポロイダルコイルにより外
径側ポロイダルコイル群4O1を真空容器2の外周側に組
立てる。この場合、各単位ポロイダルコイルは円環の一
部すなわち最終接続部4O2を取除いたほぼC字状にす
る。
(4)の工程……トロイダルコイル3を構成する複数
(ここでは16個)の単位トロイダルコイル3(1)〜3
(15)を、前述の(3)の工程までに得た内径側ポロイ
ダルコイル群4I1と外径側ポロイダルコイル群4O1の周囲
に順次回転挿入する。
(5)の工程……最終的に配設すべき単位トロイダルコ
イルを真空容器主要部1aの切り欠き部に挿入する。
(6)の工程……内径側ポロイダルコイルの最終接続部
4I2を前記(1)の工程で得た内径側ポロイダルコイル
群4I1に組立、接続する。
(7)の工程……単位トロイダルコイル3(1)〜3
(15)間からトロイダル方向に分割した小セクタ1b
(1)〜1b(5)からなるる真空容器最終組立部1bを
(2)の工程で得た真空容器主要部1aに組立、接続す
る。
(8)の工程……外径側ポロイダルコイルの最終組立部
4O2を前記(3)の工程で得た外径側ポロイダルコイル
群4O1に組立、接続する。
(発明が解決しようとする課題) 以上述べた従来の組立工程に於てまず第1に留意しな
ければならないことは、真空容器1、ポロイダルコイル
4の上記工程(6)(7)(8)に示した現地接続の作
業性をよくすることであり、いいかえれば接続作業空間
を十分にとることである。このため、真空容器1につい
ては単位トロイダルコイル3(1)〜3(16)が設置さ
れる外側からの接続作業を避け、最終組立部1bに於て
も、装置外側から真空容器小セクタ1b(1)〜1b(5)
を挿入した後真空容器1内部から溶接等による接続を行
うこととしている。ポロイダルコイル4も同様の理由か
ら真空容器1が無い状態で、装置内側から接続作業を行
うことが理想的であり、前述した従来の組立工程におい
ても内側ポロイダルコイル群4Iではこの方法が可能であ
る。
しかしながら、外側ポロイダルコイル群4Oの最終接続
部4O2においては、従来の組立工程では真空容器小セク
タ1b(1)〜1b(5)の挿入のさまたげとなるため、真
空容器1の組立が360゜分完了してからしか行うことが
できない。よって、トロイダルコイル3と真空容器1の
間の極めて狭いスペースで接続作業を行わねばならず、
現地接続部の信頼性、接続の作業工程の面から問題があ
った。
また、従来の組立工程では、真空容器1の最終組立部
1bの組立、接続は、内側ポロイダルコイル4Iの最終接続
部4I2の組立、接続を全て完了してからしか行うことが
できず、また、外側ポロイダルコイル4Oの最終接続部4O
2の組立、接続も真空容器1の最終組立部1bの組立、接
続が全て完了してからしか行うことができず、一連の最
終接続の作業に於て、並行した作業が不可能であり、作
業工程を短縮することができない。
本発明は以上述べたような問題点に鑑みてなされたも
のであり、ポロイダルコイルの現地接合作業を容易に
し、さらに装置組立作業の工程を短縮することが可能な
真空容器および核融合装置の組立方法を得ることを目的
とする。
〔発明の構成〕
(課題を解決するための手段) 上記目的を達成するため、本発明による真空容器は全
体がトーラス状であってこの一部を所定容積だけトロイ
ダル方向に切り欠いた切欠き部を有する真空容器主要部
と、前記切欠き部として補填配置され、ポロイダル断面
内で複数に分割した複数の真空容器小セクタからなる最
終組立部とを組立せ接合してなるものである。また本発
明による核融合装置の組立方法はトーラス状の真空容器
の外周側に、このポロイダル方向に沿ってポロイダルコ
イルを配設し、さらに該真空容器のトロイダル方向にト
ロイダルコイルを配設した核融合装置を組立てる場合、
第1の工程で前記真空容器の内径側に配設する内径側ポ
ロイダルコイル群を最終接続部を除いて組立て、第2の
工程で前記真空容器を該最終組立部を除いて組立て、第
3の工程で前記真空容器の外径側に配設する外径側ポロ
イダルコイル群を最終接続部を除いて組立て、第4の工
程で第3の工程までに得られた真空容器の内径および外
径側に配設されたポロイダルコイル群の外周に、このト
ロイダル方向にトロイダルコイル群を最終接続部を除い
て配設し、第5の工程で前記真空容器の最終組立部をポ
ロイダル方向断面内で複数個に分割し、この分割した真
空容器小セクタを前記真空容器内部に仮置した後、前記
トロイダルコイルの最終接続部を組立接続し、第6の工
程で内径側および外径側ポロイダルコイル群ならびポロ
イダルコイルの最終接続部を前記真空容器の内部側でそ
れぞれ接続し、第7の工程で前記第5の工程で仮置した
真空容器小セクタをそれぞれ正規の位置にセッティング
し、各真空容器小セクタの当接面を前記真空容器内部に
おいて接合するようにしたものである。
(作 用) 本発明の構成によれば、ポロイダルコイルの現地接続
の空間を、トロイダルコイルと真空容器の間という狭い
空間ではなく、十分広くとることができる。また、内側
ポロイダルコイル群の接続作業と外側ポロイダル群の接
続作業を並列にすることも可能となる。
(実施例) 以下、本発明の実施例について図面を参照して説明す
る。第1図は本発明による核融合装置の真空容器の一実
施例を示す平面図である。この真空容器1はトーラス状
であってトーラス方向の分割位置11で分割され、真空容
器主要部1aと最終組立部1bとからなっている。真空容器
主要部1aはトーラス状の一部を所定容積だけトロイダル
方向に切り欠いたもので、上面方向からみてC字状にな
っている。最終組立部1bは、第2図(第1図のII−II線
に沿う断面図)に示すように、ポロイダル断面におい
て、矢印13の位置で分割した複数の真空容器小セクタ1b
(1)〜1b(4)とからなっている。14は最終組立部ポ
ロイダル方向分割位置を示している。
第3図および第4図は、第1図、第2図に示した真空
容器1の組立方法の概念を説明するための図であり、実
際に組立てを行うには、予め溶接等により真空容器主要
部1aを構成し、その後前述の真空容器小セクタ1b(1)
〜1b(4)を真空容器主要部1aの内部における15の位置
に仮に配置しておく。その後真空容器1を完成させるに
は、15の位置から、真空容器小セクタ1b(1)〜1b
(4)を引き出して正規位置にセットした後、真空容器
主要部1a内部から溶接等の手法により接合する。なお、
この場合、真空容器主要部1aには図示しないポートが設
けられているので、作業者は真空容器1内に出入りする
ことができる。
以上述べたように、真空容器最終組立部1bに分割部を
設けることは、結果的にトーラス方向にリブを設置する
こととなり、真空容器の剛性も大きくなることとなる。
これは、真空容器1を薄肉で構成する場合には特に有効
である。
第5図は以上述べた真空容器を適用した場合の本発明
の核融合装置の組立方法を説明するための図であるが
(1)〜(7)の工程のうち、(1)〜(5)の工程は
前述した従来の技術と同一であるので、主として
(6)、(7)の工程について説明する。
(1)の工程……複数の単位ポロイダルコイルにより内
径側ポロイダルコイル群4I1を組立てる。この場合各単
位ポロイダルコイルは円環の一部すなわち後述する最終
接続部4I2を取除いたほぼC字状にする。
(2)の工程……内径側ポロイダルコイル群4I1の外周
側に真空容器主要部1aを組立てる。この場合、トーラス
状の真空容器1の一部すなわち後述する最終組立部1bを
取除いた形状にする。
(3)の工程……複数の単位ポロイダルコイルにより外
径側ポロイダルコイル群4O1を真空容器2の外周側に組
立てる。この場合、各単位ポロイダルコイルは円環の一
部すなわち最終接続部4O2を取除いたほぼC字状にす
る。
(4)の工程……トロイダルコイル3を構成する複数
(ここでは16個)の単位トロイダルコイル3(1)〜3
(15)を、前述の(3)の工程までに得た内径側ポロイ
ダルコイル群4I1と外径側ポロイダルコイル群4O1の周囲
に順次回転挿入する。
(5)の工程……最終的に配設すべき単位トロイダルコ
イルを真空容器主要部1aの切り欠き部に挿入する。
(6)の工程……内径側及び外径側ポロイダルコイル4
I、4Oの最終接続部4I2、4O2組立、接続を行う。
これを行う前に、第5図(5)に示すように、第4図
のように分割された複数個の真空容器最終組立部の真空
容器小セクタ1b(1)〜1b(4)を真空容器主要部1a内
の所定位置(例えば第3図の15部分)に挿入して仮置き
しておく。その後、最終の単位トロイダルコイル3(1
6)を挿入した後、内径側ポロイダルコイル群4I、外径
側ポロイダルコイル部4O1と最終接続部4I2、4O2をすべ
て真空容器主要部1aの内側から溶接等の手法により接合
する。
(7)の工程……(5)の工程で真空容器主要部1a内で
仮置きしておいた真空容器小セクタ1b(1)〜1b(4)
を正規の位置にセッティングし、真空容器1内部におい
て各セター1b(1)〜1b(4)の当接面を溶接等の手法
により接続する。
以上述べた本実施例の核融合装置の組立方法によれ
ば、外側ポロイダルコイル群4O1と最終接続部4O2の接合
する工程において、従来のような単位トロイダルコイル
3(1)〜3(16)と真空容器1間という狭い作業空間
を強いられることなく、真空容器1内側からの作業が可
能となり、作業空間を大きくとることができることとな
る。すなわち、本実施例の採用により、ポロイダルコイ
ル4の現地最終接合の作業性、作業工程の面に於て、よ
り優れ、現地組立工程を短縮することも可能となる核融
合装置を得ることができる。また、従来内側ポロイダル
コイル群4I1と、最終接続部4I2の接合ならびに、真空容
器主要部1aと最終組立部1bの組立接続を経てからしか、
外側ポロイダルコイル群4O1と最終接続部4O2との接合を
行うことのできなかった組立方法とは違い、本実施例に
よれば、内側および外側ポロイダルコイル群4I1、4O1と
最終接続部4I2、4O2を同時に接合することができ、並行
した作業が可能となり、装置組立工程も短縮することが
可能となる。
〔発明の効果〕
以上述べたように、本発明によれば、ポロイダルコイ
ルの現地接合接続作業をより容易にすることができ、現
地組立作業の工程を短縮することが可能な真空容器およ
び核融合装置の組立方法を得ることができる。
【図面の簡単な説明】 第1図は本発明による真空容器の一実施例を示す平面
図、第2図は第1図のII−II線に沿って切断し矢印方向
に見た断面図、第3図および第4図は第1図および第2
図に示した本実施例による真空容器の組立方法を説明す
るための概念図、第5図は本発明による核融合装置の組
立方法を説明するための図、第6図は公知の核融合装置
の縦断面図、第7図は第6図のVII−VII線に沿う矢視断
面図、第8図は従来の核融合装置の組立方法を説明する
ための図である。 1……真空容器、1a……真空容器主要部、1b……真空容
器最終組立部、1b(1)〜1b(4)……真空容器小セク
タ、2……プラズマ、3……トロイダルコイル、3
(1)〜3(16)……単位トロイダルコイル、4……ポ
ロイダルコイル、5……架台、4O……外側群ポロイダル
コイル、4I……内側群ポロイダルコイル、11……真空容
器トーラス方向分割位置、13……真空容器最終組立部、
14……真空容器最終組立部ポロイダル方向分割位置、15
……真空容器小セクタ仮置場所、4O1……外径側ポロイ
ダルコイル群、4I1……内径側ポロイダルコイル群、4O2
……最終接続部、4I2……最終接続部。
フロントページの続き (72)発明者 中本 一成 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 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G21B 1/00

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】全体がトーラス状であってこの一部を所定
    容積だけトロイダル方向に切り欠いた切欠き部を有する
    真空容器主要部と、前記切欠き部として補填配置され、
    ポロイダル断面内で複数に分割した複数の真空容器小セ
    クタからなる最終組立部とを組合せ接合してなる真空容
    器。
  2. 【請求項2】トーラス状の真空容器外周側に、このポロ
    イダル方向に沿ってポロイダルコイルを配設し、さらに
    該真空容器のトロイダル方向にトロイダルコイルを配設
    した核融合装置を組立てる場合、第1の工程で前記真空
    容器の内径側に配設する内径側ポロイダルコイル群を最
    終接続部を除いて組立て、第2の工程で前記真空容器を
    該最終組立部を除いて組立て、第3の工程で前記真空容
    器の外径側に配設する外径側ポロイダルコイル群を最終
    接続部を除いて組立て、第4の工程で第3の工程までに
    得られた真空容器の内径および外径側に配設されたポロ
    イダルコイル群の外周に、このトロイダル方向にトロイ
    ダルコイル群を最終接続部を除いて配設し、第5の工程
    で前記真空容器の最終組立部をポロイダル方向断面内で
    複数個に分割し、この分割した真空容器小セクタを前記
    真空容器内部に仮置した後、前記トロイダルコイルの最
    終接続部を組立接続し、第6の工程で内径側および外径
    側ポロイダルコイル群ならびポロイダルコイルの最終接
    続部を前記真空容器の内部側でそれぞれ接続し、第7の
    工程で前記第5の工程で仮置した真空容器小セクタをそ
    れぞれ正規の位置にセッティングし、各真空容器小セク
    タの当接面を前記真空容器内部において接合するように
    した核融合装置の組立方法。
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KR102494257B1 (ko) * 2021-04-15 2023-01-31 한국핵융합에너지연구원 토카막 진공용기 제조방법
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