JPH04285889A - 核融合装置 - Google Patents

核融合装置

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JPH04285889A
JPH04285889A JP3049331A JP4933191A JPH04285889A JP H04285889 A JPH04285889 A JP H04285889A JP 3049331 A JP3049331 A JP 3049331A JP 4933191 A JP4933191 A JP 4933191A JP H04285889 A JPH04285889 A JP H04285889A
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JP
Japan
Prior art keywords
vacuum vessel
plasma
equipment
substrate portion
wall surface
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP3049331A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshiro Ando
安東 俊郎
Masahiro Yamamoto
正弘 山本
Mitsuru Tomita
充 富田
Kimihiro Ioki
公裕 伊尾木
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.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Japan Atomic Energy Agency
Original Assignee
Japan Atomic Energy Research Institute
Mitsubishi Atomic Power Industries Inc
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
Application filed by Japan Atomic Energy Research Institute, Mitsubishi Atomic Power Industries Inc, Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical Japan Atomic Energy Research Institute
Priority to JP3049331A priority Critical patent/JPH04285889A/ja
Publication of JPH04285889A publication Critical patent/JPH04285889A/ja
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    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • 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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  • Plasma Technology (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は, ダイバータ, リミ
タ等のプラズマ対向機器を真空容器内に設置した核融合
装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の核融合装置(プラズマ対向機器)
を図4,図5により説明すると,011が真空容器であ
り, プラズマ対向機器がこの真空容器011の内部に
プラズマに対面するように配置されている。またプラズ
マ対向機器の基板部分01のプラズマ側表面には, 低
原子番号材のアーマタイル03が交換可能に取付けられ
ている。なお03はアーマタイル,014はねじ孔,0
15はタイル固定具,016はボルトである。
【0003】核融合装置, 特にトカマク型核融合装置
では, プラズマの急激消滅時(プラズマデイスラブシ
ヨン時),プラズマ対向機器に大きな電磁力がかかるこ
とがあり,プラズマ対向機器の基板部分01の支持部(
スタツドボルト05部) には, 十分な強度が要求さ
れているが,この基板部分01の支持強度に対しては,
プラズマ対向機器の基板部分01の複数個所をスタツト
ボルト05とワツシヤ・ナツト012とにより真空容器
011に固定することにより,上記基板部分01の支持
強度を高めて, 上記要求を満たしている。
【0004】ところが、このように複数個所を固定した
方式では、真空容器011とプラズマ対向機器の基板部
分01との温度が大きく異なっていると,互いの熱膨張
差により, 基板部分01の支持部(スタツドボルト0
5部) に大きな熱応力が発生し, 同支持部付近の基
板部分01部分や真空容器011部分が早期に破損して
, 信頼性が低下する。
【0005】プラズマ対向機器(特にダイバータやリミ
タ等) は,プラズマから熱負荷を受けて,高温になる
場合がある。また入熱が高い部分については,基板部分
01を冷却している。この冷却は, 基板部分01の真
空容器側裏面に冷却管02を取付けて, 同冷却管02
内に冷却水を通すことにより行っている。また真空容器
は,別途,加熱や冷却されることがある。こうしたこと
から,プラズマ対向機器と真空容器011との間に大き
な温度差が生じる。
【0006】因みに上記熱膨張差ΔLは, 次式により
表される。 ΔL=α(ΔT1 −ΔT2)L ここでαは熱膨張率, ΔT1 はプラズマ対向機器の
基板部分01温度と常温との差, ΔT1 は真空容器
011温度と常温との差, Lは着目する支持点間の距
離である。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】前記図4,図5に示す
従来の核融合装置では, プラズマ対向機器がプラズマ
からの入熱により真空容器よりも高温になることがある
。 また入熱の高い部分については,冷却管02に冷却水を
通して,プラズマ対向機器の基板部分を強制冷却してい
るが,この冷却により,基板部分01が真空容器よりも
低温になる場合もある。又、同一温度上昇であっても、
真空容器と基板部分の材質と熱膨張率が異なるとやはり
熱膨張差が生じる。そのため, 基板部分01の支持部
(スタツドボルト05部) に熱応力の発生を避けられ
ず, 同支持部付近の基板部分01部分や真空容器01
1部分が破損して, 信頼性が低下するという問題があ
った。
【0008】上記の点は, 複数の支持部(スタツドボ
ルト05部) のうち, 1個所を不動の固定支持部と
し, 残りの支持部をワツシヤ・ナツト012を調節す
るなどの方法により,ワツシヤ・ナツト012とスタツ
ドボルト05との間にギヤツプを形成した可動支持部と
することにより, 解消できるが, この場合には, 
次の問題が生じる。即ち, (1) 可動支持部で, 基板部分01を円滑にスライ
ドさせるためには, 上記ギヤツプを小さくも大きくも
ない適当な値にする必要があるが, このギヤツプを適
当な値以上に大きくすると, ガタが生じて, 電磁力
荷重支持に不都合が生じる。この場合, 上記ギヤツプ
をワツシヤ・ナツト012の締め具合で調整することに
なるが, 初期設定が困難な上に, 使用中に緩むので
, ギヤツプを適当な値に設定,保持し難い。またワツ
シヤが使用中に塑性変形して, ばね力が変わる等の問
題があり, この点からもギヤツプを適当な値に設定,
 保持し難い。 (2) アーマルタイル03が片面加熱を受けると, 
基板部分01が熱膨張すると同時に平面が曲がるように
変形する。このとき, 可動支持部のスライド方向が斜
めになって, 可動支持部のスライド機能がスチツクし
てしまう(引っ掛かりを生じてしまう) 可能性がある
。スチツクすると,熱応力により基板部分01若しくは
支持部が破損してしまうことがある。 (3) 可動支持部に熱膨張方向の間隙があるので, 
基板部分01やアーマタイル03の平面部に垂直方向か
ら大きな電磁力を受けた場合, この電磁力を支持でき
ないという問題があった。
【0009】本発明は前記の問題点に鑑み提案するもの
であり, その目的とする処は, プラズマ機器に大き
な荷重がかかっても, これを十分に支持できる。また
真空容器の内面が曲面の場合でも, プラズマ機器の基
板部分をこの曲面に沿って設置しても, スライド方向
に対して垂直な方向の反力を小さくできて, プラズマ
機器の基板部分を滑らかにスライドさせることができる
核融合装置を提供しようとする点にある。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに, 本発明は, プラズマ対向機器の基板部分を真
空容器側の部材である真空容器内壁面若しくは真空容器
内の構造物に取付けた核融合装置において,前記プラズ
マ対向機器の基板部分の1個所を不動支持部を介して前
記真空容器側の部材に固定し,同真空容器側の部材と前
記プラズマ対向機器との何れか一方に支持ロツドをその
軸方向がおおよそ真空容器の内壁面に平行な方向となる
ように固定し、その他方に長孔等よりなるガイド部をも
つ受け座を固定し,同支持ロツドを上記受け座のガイド
部に嵌挿して, 同支持ロツドを真空容器の内壁面に沿
う移動を可能に支持している。
【0011】
【作用】本発明の核融合装置は前記のように構成されて
おり, プラズマ対向機器の基板部分を不動支持部と可
動支持部とにより真空容器の内壁面に支持する。そして
真空容器とプラズマ対向機器の基板部分との間に熱膨張
差が生じたときには, 可動支持部の支持ロツドが受け
座に設けた長孔等のガイド部内をその長手方向にスライ
ドして, 上記熱膨張差を吸収する。
【0012】
【実施例】次に本発明の核融合装置を図1,図2,図3
に示す一実施例により説明すると,11が真空容器,1
がプラズマ対向機器の基板部分,2が同基板部分1の真
空容器11側裏面に取付けた冷却管,3が低原子番号材
料のグラフアイト等により構成されたアーマタイル,4
が上記基板部分1の中央部を上記真空容器11に動かな
いように固定する不動固定部で, 同不動固定部4は,
 上記真空容器11の内壁面に溶接したスタツドナツト
5と, 同スタツドナツト5に螺合するボルト6とによ
り構成されている。
【0013】また7が上記基板部分1の各隅角部を上記
真空容器11の内壁面にスライド可能に支持する可動支
持部(スライド支持部) で, 同可動支持部7は, 
上記基板部分1の各隅角部側面から外側方向に突設した
支持ロツド8と, 同支持ロツド8付近に配設した受け
座9と, 上記真空容器11の内壁面に溶接した複数の
スタツドナツト13と, 上記各受け座9を同各スタツ
ドナツト13に締付け固定するボルト・ワツシヤ12と
により構成され, 上記各受け座9には, 上記各支持
ロツド8をスライド可能に支持する長孔10(ガイド部
)が設けられている。なお同長孔10は,一端部が開口
した側面視U字型の長孔でもよい。
【0014】また14が上記基板部分1に設けた複数個
のねじ孔,15がタイル固定具,16が上記ねじ孔14
にねじ込んで, 上記タイル固定具15を上記基板部分
1に締付け固定するボルトで, 上記タイル固定具15
により上記アーマタイル3が上記基板部分1に固定され
る。 次に前記図1, 図2,図3に示す核融合装置(プラズ
マ対向機器)の作用を具体的に説明する。
【0015】プラズマ対向機器の基板部分1の中央部を
真空容器11の内壁面に不動固定部4により, 即ち,
 真空容器11の内壁面に溶接したスタツドナツト5と
, 同スタツドナツト5にねじ込むボルト6とよりなる
不動固定部4により固定する一方,上記基板部分1の各
隅角部を真空容器11の内壁面に, 上記基板部分1の
各隅角部側面から外側方に突設した支持ロツド8と, 
同支持ロツド8付近に配設した長孔10をもつ受け座9
と, 上記真空容器11の内壁面に溶接した複数のスタ
ツドナツト13と, 上記各受け座9を同各スタツドナ
ツト13に締付け固定するボルト・ワツシヤ12とより
なる可動支持部7によりスライド可能に支持しており,
真空容器11とプラズマ対向機器の基板部分1との間に
熱膨張差が生じたとき,基板部分1の各支持ロツド8が
受け座9の長孔10内をその長手方向にスライドして,
上記熱膨張差を吸収する。
【0016】なお真空容器11の内面は, 通常, 二
次元曲面または三次元曲面である。一方, プラズマ対
向機器の基板部分1は, 細長い板状部材で, その断
面形状は, 真空容器11の内面に沿って曲面になるこ
とが多い(図2参照) 。この基板部分1の断面形状が
曲面でなく, 平面であれば, 基板部分1と真空容器
11との熱膨張差により可動支持部7には, 明らかに
反力や応力は極めて小さいが,基板部分1の断面形状が
曲面の場合には, 熱膨張(熱変形) により, 可動
支持部7に真空容器11内面(スライド方向)に対して
法線方向に反力が生じる惧れがある。
【0017】これは, 熱膨張(熱変形) の結果とし
て, 真空容器11とプラズマ対向機器の基板部分1と
の断面形状の曲率半径が不一致になろうとすることによ
っている。このときの法線方向の反力を有限要素法応力
解析により求めると, 通常の寸法の場合で, 数10
kgf程度の反力であることが明らかで, 実際上, 
殆ど問題はないことが判明しており, 可動支持部7に
過大な荷重がかかることもなく, 滑らかなスライドを
妨げることもない。
【0018】
【発明の効果】本発明は前記のようにプラズマ対向機器
の基板部分を真空容器側の部材である真空容器内壁面若
しくは真空容器内の構造物に取付けた核融合装置におい
て,前記プラズマ対向機器の基板部分の1個所を不動支
持部を介して前記真空容器側の部材に固定し,同真空容
器側の部材と前記プラズマ対向機器との何れか一方に支
持ロツドをその軸方向がおおよそ真空容器の内壁面に平
行な方向となるように固定し、その他方に長孔等よりな
るガイド部をもつ受け座を固定し,同支持ロツドを上記
受け座のガイド部に嵌挿して, 同支持ロツドを真空容
器の内壁面に沿う移動を可能に支持しているので,プラ
ズマ機器に大きな荷重が掛かっても, これを十分に支
持できる。
【0019】また真空容器とプラズマ対向機器の基板部
分との間に熱膨張差が生じたとき,可動支持部の支持ロ
ツドが受け座に設けた長孔等のガイド部内をその長手方
向にスライドして, 上記熱膨張差を吸収するので, 
プラズマ対向機器や真空容器が熱応力で破損することが
ない。また真空容器の内面が曲面の場合でも, プラズ
マ機器の基板部分をこの曲面に沿って設置しても, ス
ライド方向に対して垂直な方向の反力を小さくできて,
 プラズマ機器の基板部分を滑らかにスライドさせるこ
とができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係わる核融合装置の一実施例を示す斜
視図である。
【図2】その側面図である。
【図3】他の実施例の側面図である。
【図4】従来の核融合装置を示す斜視図である。
【図5】その側面図である。
【符号の説明】
1    プラズマ対向機器の基板部分2    冷却
管 3    アーマタイル 4    不動支持部 5    不動支持部4のスタツドナツト6    不
動支持部4のボルト 7    可動支持部 8    支持ロツド 9    受け座 10  ガイド部(長孔) 11  真空容器 12  ボルト・ワツシヤ 13  スタツドナツト 14  ねじ孔 15  タイル固定具 16  ボルト

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  プラズマ対向機器の基板部分を真空容
    器側の部材である真空容器内壁面若しくは真空容器内の
    構造物に取付けた核融合装置において,前記プラズマ対
    向機器の基板部分の1個所を不動支持部を介して前記真
    空容器側の部材に固定し,同真空容器側の部材と前記プ
    ラズマ対向機器との何れか一方に支持ロツドをその軸方
    向がおおよそ真空容器の内壁面に平行な方向となるよう
    に固定し、その他方に長孔等よりなるガイド部をもつ受
    け座を固定し,同支持ロツドを上記受け座のガイド部に
    嵌挿して, 同支持ロツドを真空容器の内壁面に沿う移
    動を可能に支持したことを特徴とする核融合装置。
JP3049331A 1991-03-14 1991-03-14 核融合装置 Withdrawn JPH04285889A (ja)

Priority Applications (1)

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JP3049331A JPH04285889A (ja) 1991-03-14 1991-03-14 核融合装置

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JPH04285889A true JPH04285889A (ja) 1992-10-09

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ID=12828008

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JP3049331A Withdrawn JPH04285889A (ja) 1991-03-14 1991-03-14 核融合装置

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JP (1) JPH04285889A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008528919A (ja) * 2005-01-25 2008-07-31 サン‐ゴバン インダストリーケラミック ローデンタル ゲーエムベーハー 熱膨張の所定の補償を伴うキルンランカート

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008528919A (ja) * 2005-01-25 2008-07-31 サン‐ゴバン インダストリーケラミック ローデンタル ゲーエムベーハー 熱膨張の所定の補償を伴うキルンランカート

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