JPH01180495A - First wall of nuclear fusion device - Google Patents
First wall of nuclear fusion deviceInfo
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- Y02E30/10—Nuclear fusion reactors
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Abstract
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、核融合装置のリミタ−などの第一壁に関する
。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to a first wall of a limiter or the like of a nuclear fusion device.
（従来の技術）
第４図に核融合装置における第一壁周辺の炉本体構造を
示す。核融合装置では、高温、高エネルギのプラズマω
からの高熱負荷、高粒子負荷に対し真空境界となるよう
な真空容器■、又はブランケットあるいは遮蔽体（図示
せず）などを保護する目的で、これら部材のプラズマ側
表面に第一壁■が設置される。この場合、金属壁がプラ
ズマに直接面していやと、荷電交換中の中性粒子などが
金μ壁に入射し、スパッタリングなどの現象によって、
高原子番号の金属原子がプラズマのへ不純物として混介
し、プラズマ運転に支障をきたす。(Prior Art) Figure 4 shows the structure of the reactor body around the first wall in a nuclear fusion device. In nuclear fusion devices, high-temperature, high-energy plasma ω
In order to protect the vacuum container (■), blanket or shield (not shown), etc. that acts as a vacuum boundary against high heat loads and high particle loads, a first wall (■) is installed on the plasma side surface of these members be done. In this case, if the metal wall directly faces the plasma, neutral particles undergoing charge exchange will enter the gold μ wall, causing sputtering and other phenomena.
High atomic number metal atoms enter the plasma as impurities, causing problems in plasma operation.
このため、第一壁は一般に黒鉛、又はセラミック材のよ
うな高融点、低原子番号材を用いて構成さ！−や・
又、第一壁のアーマ−タイルには、プラズマからの放射
や、イオン、電子、中性粒子などの入射により、高熱負
荷、高粒子負荷および、プラズマ消滅時の電磁力が掛か
り、アーマ−タイルは破損したり、摩耗したりするため
、交換する必要がある。プラズマ運転による炉内の放射
化を考え、第一壁は遠隔操作による交換可能な機械的接
続構造が望まれる。For this reason, the first wall is generally constructed using a high melting point, low atomic number material such as graphite or a ceramic material! In addition, the armor tiles on the first wall are subjected to high thermal loads, high particle loads, and electromagnetic force when the plasma disappears due to radiation from the plasma and the incidence of ions, electrons, and neutral particles. Armor tiles can become damaged or worn and need to be replaced. Considering the activation inside the reactor by plasma operation, it is desired that the first wall has a mechanical connection structure that can be replaced by remote control.
第５図は、従来の典型的な第一壁の構成を示す断面図で
ある。に）はアーマ−タイル、■はアーマ−取付ボルト
、■はアーマ−取付座、■は支持基板、（へ）は冷却溝
である。アーマ−タイルに）は非磁性鋼からなる支持基
板■に設けられたアーマ−取付座にアーマ−取付ボルト
■を介して固定される。FIG. 5 is a sectional view showing a typical conventional first wall configuration. ) is the armor tile, ■ is the armor mounting bolt, ■ is the armor mounting seat, ■ is the support board, and (b) is the cooling groove. (to the armor tile) is fixed to the armor mounting seat provided on the support substrate (2) made of non-magnetic steel via the armor mounting bolt (2).
支持基板■にはプラズマからの入射熱負荷の除熱のため
、冷却媒体流通用の冷却溝■が設けられる構造である。The support substrate (2) has a structure in which a cooling groove (2) for circulating a cooling medium is provided in order to remove the incident heat load from the plasma.
ここで、アーマ−タイル（イ）およびアーマ−取付ボル
ト■、ともにプラズマに直接面する部材のため、黒鉛又
はセラミックス材のような高融点原子番号材で構成され
る。これらの構造が第４図に示したように、プラズマ周
囲全面に配列される。Here, both the armor tile (A) and the armor mounting bolt (2) are members that directly face plasma, and are therefore made of a high melting point atomic number material such as graphite or ceramic material. These structures are arranged all over the plasma periphery, as shown in FIG.
（発明が解決しようとする課題）
第５図の従来型第一壁構造の課題として以下の点があげ
られる。アーマ−タイルに）およびアーマ−取付ボルト
に使用される材料は黒鉛又はセラミック材のような低原
子番号の高融点材料が多く。(Problems to be Solved by the Invention) Problems with the conventional first wall structure shown in FIG. 5 include the following points. The materials used for armor tiles) and armor mounting bolts are often low atomic number, high melting point materials such as graphite or ceramic materials.
一般にぜい性材料であるため、プラズマ消滅時の熱衝撃
、衝撃電磁力が掛かった時、これら部材は破損する可能
性が大きい、特に、電磁力負荷時では、取付ボルト■に
曲げ、捩り荷重が掛かるので、ボルトねじ部の破損、又
はかじり等によって、遠隔操作による分解修理時のアー
マ−タイル交換不能、又は、新しいアーマ−タイルの取
付不能という事態になり、核融合装置の運転に大きな支
障をきたす。Since they are generally brittle materials, there is a high possibility that these components will be damaged when subjected to thermal shock or shock electromagnetic force during plasma extinction.Especially when electromagnetic force is applied, the mounting bolts may be bent or torsionally loaded. As a result, the bolt threads may be damaged or galled, making it impossible to replace the armor tile during overhaul by remote control, or making it impossible to install a new armor tile, resulting in a major hindrance to the operation of the fusion device. cause
これは、アーマ−タイルを直接アーマ−取付ボルトでア
ーマ−取付座に固定しているので、アーマ−タイルに掛
かる荷重が直接アーマ−取付ボルトに伝達されるためで
ある。即ち、アーマ−タイルに生じる電磁力等の曲げ捩
り荷重が、そのままアーマ−取付ボルトねじ部に生ずる
ことになり、ねじ部の破損、又はかじりなど構造強度上
大きな課題となる。This is because the armor tile is directly fixed to the armor mounting seat with the armor mounting bolt, so the load applied to the armor tile is directly transmitted to the armor mounting bolt. That is, the bending torsional load such as electromagnetic force generated on the armor tile is directly applied to the threaded portion of the armor mounting bolt, which poses a major problem in terms of structural strength, such as damage or galling of the threaded portion.
本発明は、プラズマ消滅時の熱衝撃、衝撃電磁力負荷時
においても、アーマ−取付ボルトに直接荷重が掛かるこ
となく、これら荷重を支持する構造強度的に信頼性のあ
る第一壁を提供することを目的とする。The present invention provides a first wall that is reliable in terms of structural strength and supports the loads without directly applying loads to the armor mounting bolts even when subjected to thermal shocks and shock electromagnetic force loads during plasma extinction. The purpose is to
（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本発明においては。 (Means for solving problems) In order to achieve the above object, in the present invention.
アーマ−タイルと支持基板のアーマ−取付座とをボルト
を用いて結合する核融合装置の第一壁において、ボルト
は先端にプラグを有するプラグボルトとし、アーマ−取
付座は前記プラグボルト挿入方向の穴を有し且つ支持基
板に近い内周面に円周溝を設けたものとし、前記プラグ
に対応する部分に長手方向のスリットを断続的に設け且
つ先端部に前記円周溝と係合するラッチ構造を施し他端
部にアーマ−タイルをアーマ−取付座に固定するフラン
ジと内周面にプラグボルトと結合するねじ部とを有した
支持スリーブを前記プラグボルトとアーマ−取付座との
間に介在したことを特徴とする核融合装置の第一壁を提
供する。In the first wall of the fusion device in which the armor tile and the armor mounting seat of the support board are connected using bolts, the bolt is a plug bolt having a plug at the tip, and the armor mounting seat is in the insertion direction of the plug bolt. It has a hole and a circumferential groove is provided on the inner circumferential surface near the support substrate, longitudinal slits are intermittently provided in the portion corresponding to the plug, and the tip engages with the circumferential groove. A support sleeve with a latch structure and a flange on the other end for fixing the armor tile to the armor mounting seat and a threaded portion on the inner circumferential surface for coupling with the plug bolt is provided between the plug bolt and the armor mounting seat. A first wall of a nuclear fusion device is provided.
（作 用）
アーマ−取付に際し、支持スリーブをアーマ−取付座の
穴に挿入する。スリーブ先端はラッチ構造とし、アーマ
−取付座穴内面に加工された円周上の溝にラッチ部を嵌
合させ、スリーブ内側はプラグボルトで固定す°る。ス
リーブ下半部には長手方向スリットを円周上に断続的に
設け、半径方向曲げ剛性を小さくシ、アーマー取付座内
壁溝にスリーブラッチ部の挿入を容易にする構造として
いる。従ってプラズマ消滅時の熱衝撃、衝撃電磁力負荷
時には、アーマ−タイルに曲げ、捩り力が掛かるがアー
マ−タイルを直接固定しているスリーブのラッチ部にそ
の荷重は伝達される。上記荷−は、スリーブ端部のラッ
チ構造の剪断、およびスリーブ円筒部の引張り応力によ
って支持される。(Function) When installing the armor, insert the support sleeve into the hole in the armor mounting seat. The tip of the sleeve has a latch structure, and the latch part fits into the circumferential groove machined on the inner surface of the armor mounting seat hole, and the inside of the sleeve is fixed with a plug bolt. Longitudinal slits are provided intermittently on the circumference in the lower half of the sleeve to reduce radial bending rigidity and facilitate insertion of the sleeve latch into the inner wall groove of the armor mounting seat. Therefore, when thermal shock or impact electromagnetic force is applied during plasma extinction, bending and twisting forces are applied to the armor tile, but the load is transmitted to the latch portion of the sleeve that directly fixes the armor tile. The load is supported by the shear of the latch structure at the sleeve end and the tensile stress of the sleeve cylindrical portion.
プラグボルト、特にねじ部にｉ前記荷重は作用せず、プ
ラグボルトは支持スリーブ半径方向への変形を抑えるこ
と、およびスリーブ穴内部をふさぐ機能を有すれば良く
、ねじ部の破損という問題は生じない。The above load does not act on the plug bolt, especially the threaded part, and the plug bolt only needs to have the function of suppressing deformation in the radial direction of the support sleeve and closing the inside of the sleeve hole, and the problem of damage to the threaded part does not occur. do not have.
（実施例）
実施例１
以下、本発明による核融合装置の第一壁の第１の実施例
を第１図、第２図により説明する。(Examples) Example 1 Hereinafter, a first example of the first wall of the fusion device according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
第１図は、本実施例の第一壁構造の断面図、第２図は第
１図の支持スリーブの立面図である。尚アーマ−タイル
のある側を上とし、支持基板に近い側を下として説明す
るが、第一壁は逆様又は斜めに使用することもある。1 is a sectional view of the first wall structure of this embodiment, and FIG. 2 is an elevational view of the support sleeve of FIG. 1. Although the description will be made assuming that the side with the armor tile is on top and the side closer to the support substrate is on the bottom, the first wall may be used upside down or diagonally.
アーマ−タイルに）に施されたアーマ−切欠穴（１４）
を介してフランジ（９ａ）付の支持スリーブ０を。Armor notch hole (14) made in armor tile)
through the support sleeve 0 with flange (9a).
支持基板■上に溶接固定されたアーマ−取付座０の内周
へ挿入する。支持スリーブ０はフランジ部（９８）と円
筒部（９ｂ）の上部内面にねじ溝加工が施され、下半部
には長手方向スリット（１０）を支持スリーブ円周上に
断続的に設けられる。又、支持スリーブ下端部には、ラ
ッチ（１１）機構を設ける。このラッチ（１１）機構は
、アーマ−取付座の支持基板■に近い、即ち、下部内周
面に加工された円周溝（１５）と嵌合させて、アーマ−
タイルに）をアーマ−取付座（ｅに固定する。支持スリ
ーブ■の内側へ。Insert it into the inner periphery of the armor mounting seat 0, which is welded and fixed onto the support board (2). The support sleeve 0 has thread grooves formed on the upper inner surface of the flange portion (98) and the cylindrical portion (9b), and longitudinal slits (10) are provided intermittently on the circumference of the support sleeve in the lower half. Further, a latch (11) mechanism is provided at the lower end of the support sleeve. This latch (11) mechanism is fitted with a circumferential groove (15) machined on the inner peripheral surface of the lower part, which is close to the support board (1) of the armor mounting seat.
to the tile) to the armor mounting seat (e).Inside the support sleeve ■.
プラグボルト（１２）を挿入し、支持スリーブ上部内面
に加工されたねじ部（１２ａ）と締結する。プラグボル
ト（１２）の下半部はねじ加工はなく１円柱状のプラグ
部（１２ｂ）の外周面は、支持スリーブ内面と密着させ
る構造とする。プラグボルト（１２）の上部には、ボル
ト用アーマ−タイル（４ａ）がろう付けされている。ボ
ルト用アーマ−タイル（４ａ）からプラグボルト（１２
）上部にかけてボルト締結用治具穴（１３）が明けられ
、治具を介して締付けられる。なお■は支持基板上に配
された冷却溝であってパイプで構成される。Insert the plug bolt (12) and fasten it to the threaded part (12a) machined on the inner surface of the upper part of the support sleeve. The lower half of the plug bolt (12) is not threaded, and the outer circumferential surface of the cylindrical plug portion (12b) is configured to be in close contact with the inner surface of the support sleeve. A bolt armor tile (4a) is brazed to the top of the plug bolt (12). From the bolt armor tile (4a) to the plug bolt (12
) A bolt fastening jig hole (13) is drilled in the upper part, and the bolt is tightened using the jig. Note that ``■'' is a cooling groove arranged on the support substrate, and is composed of a pipe.
次にこの実施例１の作用について説明する。Next, the operation of the first embodiment will be explained.
プラズマ消滅時の熱衝撃、衝撃電磁力等の負荷が掛かっ
た時に、アーマ−タイル（イ）に生じる曲げ、捩り力は
支持スリーブ０上部のフランジ（９ａ）から支持スリー
ブ円筒部（９ｂ）を介して、支持スリーブ先端部のラッ
チ（１１）へ伝達される。上記負荷は、支持スリーブの
ラッチ（１１）と、ラッチと嵌合されるアーマ−取付座
内面の円周溝（１５）とによって支持される。支持スリ
ーブ下半部に施されるスリット（１０）は、支持スリー
ブ０の半径方向曲げ剛性を小さくシ、アーマー取付座円
周溝（１５）へのスリーブのラッチ（１１）部挿入を容
易にしている。このため、負荷時にラッチ（１１）部の
角が逃げて、支持スリーブ０の半径方向曲げ変形が生じ
るのを防ぐため、支持スリーブ内側へプラグボルトを挿
入しねじ取めし、プラグ部（１２ｂ）でラッチ（１１）
の内周面を押さえることによって、上記変形を抑える。When loads such as thermal shock and shock electromagnetic force are applied during plasma extinction, bending and torsional forces generated on the armor tile (A) are transmitted from the flange (9a) at the top of the support sleeve 0 through the support sleeve cylindrical portion (9b). and is transmitted to the latch (11) at the tip of the support sleeve. The load is supported by the latch (11) of the support sleeve and the circumferential groove (15) on the inner surface of the armor mounting seat which engages with the latch. The slit (10) formed in the lower half of the support sleeve reduces the radial bending rigidity of the support sleeve 0 and facilitates insertion of the latch (11) of the sleeve into the circumferential groove (15) of the armor mounting seat. There is. Therefore, in order to prevent the corner of the latch (11) from escaping under load and causing radial bending deformation of the support sleeve 0, a plug bolt is inserted into the inside of the support sleeve and screwed on. Latch (11)
The above deformation is suppressed by pressing the inner circumferential surface of.
従って、プラグボルトねじ部は、支持スリーブとのねじ
締結時の締付は荷重が掛かるのみである。Therefore, only a load is applied to the threaded portion of the plug bolt when it is tightened with the support sleeve.
以上述べたように、第１の実施例においては、プラズマ
消滅時の熱衝撃、衝撃電磁力等の負荷時に、アーマ−取
付座■、プラグボ′ルト（１２）間に配した支持スリー
ブのラッチ機構により、上記負荷を支持出来、 プラグ
ボルト（１２）のねじ部（１２ａ）には、上記負荷によ
る曲げ、捩り等の荷重は掛からない、このため、ねじ部
の破損、かじりのような問題は解消され、機械的に信頼
性の高い第一壁が提供出来る。又、アーマ−タイルに）
破損時においても、ねじ部（ｔＺａ）の破損は防げるの
で、タイル交換時において、比較的単純な遠隔操作によ
るタイル交換作業が可能となり、アーマ−タイル交換作
業時間の短縮、および核融合装置の運転稼動率を上げる
ことが出来る。As mentioned above, in the first embodiment, the latch mechanism of the support sleeve arranged between the armor mounting seat (1) and the plug bolt (12) can be Therefore, the above-mentioned load can be supported, and the threaded portion (12a) of the plug bolt (12) is not subjected to bending, twisting, etc. load due to the above-mentioned load. Therefore, problems such as damage to the threaded portion and galling are resolved. This provides a mechanically reliable first wall. Also, on armor tiles)
Even in the event of damage, damage to the threaded part (tZa) can be prevented, making it possible to replace tiles by relatively simple remote control, reducing the time required for armor tile replacement and improving the operation of the fusion device. It is possible to increase the operating rate.
実施例２ 第３図に第２の実施例を示す。Example 2 FIG. 3 shows a second embodiment.
アーマ−取付座（ｅ、支持スリーブ（へ）およびプラグ
ボルト（１２）の上部に各々段差を設け、段差部の接触
面において、各々第１のシール（ｔＳａ）、第２のシー
ル（１６ｂ）を設ける。支持基板■のアーマ−取付座設
置位置に冷却孔（１７）を明け、プラグボルト（１２）
、および支持スリーブ（９）を直接冷却することによっ
て、冷却効率を上げる構造である。他は実施例１と同様
である。A step is provided at the upper part of the armor mounting seat (e), the support sleeve (to), and the plug bolt (12), and a first seal (tSa) and a second seal (16b) are installed at the contact surfaces of the step portions, respectively. Drill a cooling hole (17) at the armor mounting seat installation position on the support board ■, and install the plug bolt (12).
, and the support sleeve (9), thereby increasing cooling efficiency. The rest is the same as in Example 1.
このようにすると、冷却効率を向上する他、実施例１と
同様な作用効果が得られる。In this way, in addition to improving the cooling efficiency, the same effects as in the first embodiment can be obtained.
以上述べたように、本発明によれば、支持スリーブでア
ーマ−タイルを保持し、アーマ−取付用ボルトはプラグ
ボルトとして支持スリーブの抜は止めに用いたので、ア
ーマ−取付用プラグボルトの機械的信頼性を高め、機械
的信頼性の高い第一壁が提供出来る。又、アーマ−タイ
ル破損時においても、タイル交換作業時間の短縮、およ
び核融合装置の運転稼動率を上げることが出来る。As described above, according to the present invention, the armor tile is held by the support sleeve, and the armor mounting bolt is used as a plug bolt to prevent the support sleeve from being removed. This increases mechanical reliability and provides a first wall with high mechanical reliability. Furthermore, even when the armor tile is damaged, the time required for replacing the tile can be shortened and the operating efficiency of the fusion device can be increased.
第１図は本発明の核融合装置の第一壁の第１の実施例を
示す断面図、第２図は第１図の支持スリーブを示す立面
図、第３図は第２の実施例を示す断面図、第４図は核融
合装置の第一壁周辺の炉本体を示す模式図、第５図は従
来の第一壁を示す断面図である。
３・・・第一壁、 ４・・・アーマ−タイル
、５・・・アーマ−取付ボルト、６・・・アーマ−取付
座、９・・・支持スリーブ、 ９ａ・・・フランジ
、１０・・・スリット、 １１・・・ラッチ
、１２・・・プラグボルト、 １２ａ・・・ねじ部
、１２ｂ・・・プラグ部、 １５・・・アーマ
−取付座円周溝。
代理人 弁理士 井 上 −男
第 １ 図
第 ２ 図
１３ ホ１［ト畠ヤ角）Ｆ石１９７
第 ３ 図FIG. 1 is a sectional view showing a first embodiment of the first wall of the fusion device of the present invention, FIG. 2 is an elevational view showing the support sleeve of FIG. 1, and FIG. 3 is a second embodiment. 4 is a schematic diagram showing the reactor body around the first wall of the fusion device, and FIG. 5 is a sectional view showing the conventional first wall. 3... First wall, 4... Armor tile, 5... Armor mounting bolt, 6... Armor mounting seat, 9... Support sleeve, 9a... Flange, 10... - Slit, 11... Latch, 12... Plug bolt, 12a... Threaded portion, 12b... Plug portion, 15... Armor mounting seat circumferential groove. Agent Patent Attorney Inoue - Male Figure 1 Figure 2 Figure 13 Ho 1 [Kadoya Kado] F Seki 197 Figure 3
Claims (1)
を用いて結合する核融合装置の第一壁において、ボルト
は先端にプラグを有するプラグボルトとし、アーマー取
付座は前記プラグボルト挿入方向の穴を有し且つ支持基
板に近い内周面に円周溝を設けたものとし、前記プラグ
に対応する部分に長手方向のスリットを断続的に設け且
つ先端部に前記円周溝と係合するラッチ構造を施し他端
部にアーマータイルをアーマー取付座に固定するフラン
ジと内周面にプラグボルトと結合するねじ部とを有した
支持スリーブを前記プラグボルトとアーマー取付座との
間に介在したことを特徴とする核融合装置の第一壁。In the first wall of the fusion device that connects the armor tile and the armor mounting seat of the support board using bolts, the bolt is a plug bolt having a plug at the tip, and the armor mounting seat has a hole in the plug bolt insertion direction. Further, a circumferential groove is provided on the inner circumferential surface near the support substrate, longitudinal slits are intermittently provided in a portion corresponding to the plug, and a latch structure is provided at the tip portion to engage with the circumferential groove. A support sleeve is interposed between the plug bolt and the armor mounting seat, the support sleeve having a flange for fixing the armor tile to the armor mounting seat at the other end and a threaded portion for coupling with the plug bolt on the inner peripheral surface. The first wall of the nuclear fusion device.
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01180495A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010217959A (en) * | 2009-03-13 | 2010-09-30 | Canon Inc | Information processing apparatus, information processing method, and program |
-
1988
- 1988-01-13 JP JP63003867A patent/JPH01180495A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010217959A (en) * | 2009-03-13 | 2010-09-30 | Canon Inc | Information processing apparatus, information processing method, and program |
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