JPH06123788A

JPH06123788A - 核融合炉ブランケット

Info

Publication number: JPH06123788A
Application number: JP4271649A
Authority: JP
Inventors: Keiichiro Shibata; 圭一郎柴田; Koichi Maki; 紘一真木
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1992-10-09
Filing date: 1992-10-09
Publication date: 1994-05-06

Abstract

(57)【要約】【目的】トリチウム増殖材をピンの中に含むピン型ブラ
ンケットにおいて、トリチウム増殖比の向上を図ること
ができる構成を提供する。【構成】ピン型ブランケットにおいて、パージガス４の
通過口２０６が二重管２５０の外管の側面に設けられ、
二重管２５０の外周管路のトリチウム充填領域がパージ
ガスヘッダ２４１の領域、すなわちパージガスヘッダ２
４１の厚みの部分にまで拡張される。したがって、充填
領域がパージガスヘッダ４１の厚みｌだけ増加しその分
トリチウム増殖比を向上させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ピン型の核融合炉のブ
ランケットに係り、特にトリチウム増殖比を向上させる
のに好適なピン型の核融合炉ブランケットに関する。

【０００２】

【従来の技術】核融合炉ブランケットは核融合炉の真空
容器内に設置され、プラズマから発生する中性子を用い
て熱エネルギーを取り出す役割を担う一方で、燃料を生
成する役割をも担う。

【０００３】核融合炉内で生じる核融合反応では重水素
とトリチウムの原子核が融合し、ヘリウムの原子核と中
性子が生じる。燃料の一つであるトリチウムは、天然に
はない核種なので、核融合反応を維持するためには中性
子を用いて核融合炉自身でトリチウムを生産しなければ
ならない。そのためにブランケット内には中性子と反応
してトリチウムを生成するトリチウム増殖材としてリチ
ウム又はその化合物が充填されている。

【０００４】現在、核融合炉ブランケットではセラミッ
クのトリチウム増殖材を用いる固体ブランケットと液体
金属等のトリチウム増殖材を用いる液体ブランケットが
考えられており、固体ブランケットとしてはブロック
型、層型、ピン型等の種々の方式が提案されている。

【０００５】ほとんどのブランケットの内部には、トリ
チウム増殖材の外に核融合反応で発生した中性子を増倍
した後にリチウムと反応させるために中性子増倍材とし
てベリリウム、鉛又はそれらの化合物が充填されてい
る。一方、固体ブランケット内には発生した熱を除去す
るための冷却材として水又はヘリウムガス、また発生し
たトリチウムを回収するためのパージガスとしてヘリウ
ムガスが流れており、これらの材料はステンレス等の構
造材により保持されている。

【０００６】上記構成の核融合炉のブランケットにおい
て、一般に、核融合反応で消費されたトリチウムの消費
率と、ブランケットでのトリチウムの生成率の比を「ト
リチウム増殖比」と呼ぶ。このトリチウム増殖比を１以
上にすれば、消費したトリチウム以上のトリチウムを生
産できることになる。

【０００７】一方、新たに核融合炉を建設するために
は、運転初期に装荷するためのトリチウムが必要であ
る。また、トリチウムは放射性核種で半減期が１２年で
あるので生産したトリチウムは年々減少していく。した
がって、この点を考慮して核融合炉のトリチウム増殖比
は１．１程度が要求される。

【０００８】トリチウム増殖材を二重管等のピンの中に
含むものをピン型ブランケットという。従来のピン型ブ
ランケットについては、アイ・エー・イー・エー，イン
ターナショナルトカマクリアクター，フェーズツ
ーエーパートＩ（１９８３年）第７５頁から第８１
頁（ＩＡＥＡ，ＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬＴＯＫＡ
ＭＡＫＲＥＡＣＴＯＲ，ＰｈａｓｅＴｗｏＡＰ
ａｒｔＩ（１９８３）ＰＰ７５−８３）において論じら
れている。

【０００９】管の軸方向を横方向（トーラス形状のトロ
イダル方向）としたピン型ブランケットの場合、プラズ
マからの中性子を増倍するためにブランケット内のプラ
ズマ側に中性子増倍材が設けられる。またその外側には
トリチウム増殖材との反応性を高めるため中性子減速材
のブロックを備え、その中に二重管が設けられている。

【００１０】二重管の内管にはブランケット内で発生す
る熱を除去するため冷却材が流され、外管と内管との間
にはトリチウム増殖材が充填される。またトリチウム増
殖材及び中性子減速材の領域には発生したトリチウムを
回収するため、パージガスが流される。

【００１１】ブランケットモジュール内の横方向の側壁
には冷却材を管に流すために冷却材ヘッダが備えられ、
その内側にはパージガスをトリチウム増殖材及び中性子
減速材の領域に流すためのパージガスヘッダが設けられ
ている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記ピ
ン型ブランケットにおいては、ブランケットモジュール
内の横方向の側壁に冷却材ヘッダとパージガスヘッダが
あるので、管内にトリチウム増殖材を充填できる領域が
管の端部でヘッダ領域によって削られ、側壁までトリチ
ウム増殖材を充填できないという問題点が存在する。す
なわち、現在のブランケット設計案ではトリチウム増殖
比が１．１（要求値）を超えることは困難であると予測
されるので、中性子束の高い赤道面のプラズマ側にトリ
チウム増殖材を充填できない領域があるとトリチウム増
殖比を向上させる点で不利である。

【００１３】本発明の目的は、トリチウム増殖材をピン
の中に含むピン型ブランケットにおいて、トリチウム増
殖比の向上を図ることができる構成を提供することであ
る。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、トリチウム増殖材を充填した被覆管と、
トリチウム回収用のパージガスを流すパージガスヘッダ
とを有するピン型の核融合炉ブランケットにおいて、前
記被覆管は前記パージガスヘッダを貫通し、かつ該被覆
管はその貫通部分の側面に前記パージガスが供給・回収
される通過口を有する。

【００１５】好ましくは、前記通過口は該パージガスが
供給される第１の通過口と該パージガスが回収される第
２の通過口とを有する。

【００１６】また好ましくは、前記被覆管は多重管であ
る。

【００１７】さらに好ましくは、前記多重管は該多重管
を形成する複数の被覆管のうち最も外側の第１の被覆管
とその他の第２の被覆管とを有し、かつ前記第２の被覆
管は該第２の被覆管の内側と外側とをパージガスが連通
する第３の通過口を側面に有する。

【００１８】また好ましくは、前記第３の通過口は前記
第２の被覆管の端部に設けられ、該端部に向かって流れ
てきたパージガスが前記第３の通過口を通過後反転し前
記端部より遠ざかる向きに流れるよう構成されている
か、若しくは、前記第２の被覆管の中央部に設けられ、
該中央部に向かって流れてきたパージガスは前記第３の
通過口を通過後反転し前記中央部より遠ざかる向きに流
れるよう構成されていてもよい。

【００１９】さらに好ましくは、前記パージガスヘッダ
は少なくとも２枚の平板で挟まれた空間により構成され
ている。

【００２０】また好ましくは、前記パージガスヘッダは
前記パージガスを被覆管へ供給する第１のヘッダと該パ
ージガスを被覆管より回収する第２のヘッダとを有す
る。

【００２１】さらに好ましくは、前記第１及び第２のヘ
ッダとはそれぞれが２枚の平板で挟まれた空間により構
成される。

【００２２】また好ましくは、前記第１のヘッダと前記
第２のヘッダとが３枚の平板を用いて一体に構成されて
いる。

【００２３】さらに好ましくは、前記被覆管は多重管で
あり、かつ前記多重管は該多重管で形成される複数の管
路のうち最外周の管路を前記パージガスヘッダから前記
パージガスが供給される領域と該パージガスヘッダへ該
パージガスが回収される領域とに分割する仕切板を有す
る。

【００２４】また好ましくは、前記仕切板は鉛直方向に
設けられ前記最外周の管路を前記被覆管の側面より見て
左右に分割する。

【００２５】さらに好ましくは、前記仕切板は水平方向
に設けられ前記最外周の管路を上下に分割する。

【００２６】また好ましくは前記パージガスヘッダは前
記被覆管を支持する補強手段であるか、若しくは、前記
多重管を位置決めする位置決め手段であってもよい。

【００２７】さらに好ましくは、前記核融合炉ブランケ
ットにおいて、冷却材の流路を前記被覆管と直交する方
向に設ける。

【００２８】また好ましくは、前記核融合炉ブランケッ
トにおいて、冷却材を供給する冷却材ヘッダを前記ブラ
ンケットの上下端部に設ける。

【００２９】さらに好ましくは、前記被覆管は二重管で
あり、かつ前記二重管は該二重管の外管と内管との間に
中性子増倍材が充填され前記内管内にはトリチウム増殖
材が充填され該二重管の外側に冷却材が流される。

【００３０】また好ましくは、前記パージガスは前記ト
リチウム増殖材と前記中性子増倍材とに供給される。

【００３１】

【作用】以上のように構成した本発明においては、トリ
チウム増殖材を充填した被覆管をパージガスヘッダを貫
通して配置しパージガスを貫通部分側面の第１及び第２
の通過口から出し入れする構造とすることにより、前記
被覆管内の該パージガスヘッダの厚みに相当する部分に
もトリチウム増殖材を充填しトリチウム増殖材の充填領
域を拡張する。

【００３２】また前記被覆管を多重管にすることによ
り、複数の部材を該被覆管内に充填する。さらに多重管
の最も外側の第１の被覆管以外の第２の被覆管に内側と
外側とを連通する第３の通過口を設けることにより、パ
ージガスを多重管内にもれなく通過させる。またこの第
３の通過口を前記第２の被覆管の端部若しくは中央部に
設けることにより、該端部若しくは中央部に向かって流
れてきたパージガスの向きを第３の通過口を通過後反転
させ前記端部若しくは中央部から遠ざかる向きに流す。
また前記パージガスヘッダを少なくとも２枚の平板で挟
まれた空間で構成することにより、簡易な構造でパージ
ガスヘッダを構成する。さらに前記パージガスを前記被
覆管へ供給する第１のヘッダと該被覆管から回収する第
２のヘッダとに分けることにより、供給と回収を別個の
位置で行う。また該第１及び第２のヘッダそれぞれを２
枚の平板で挟まれた空間で構成すれば簡易な構造のパー
ジガスヘッダで供給と回収を別個の位置で行う。さらに
用途に応じ前記第１及び第２のヘッダを３枚の平板で一
体にして配置する構成がある。また、多重管の被覆管の
最外周管路を仕切板で仕切り、パージガスが供給させる
領域と回収される領域に分けてしまうことにより、前記
最外周管路からパージガスを供給し内側の他の管路を通
過させた後再び該最外周管路からパージガスを回収す
る。この仕切板を鉛直に設けるか水平に設けるかで分割
のしかたが異なり管路内の流路構成を変える。また、前
記パージガスヘッダが補強手段として前記被覆管を支持
することにより、該被覆管の機械的強度を補う。さら
に、該パージガスヘッダが位置決め手段として前記多重
管を位置決めすることにより、該多重管を構成する各管
の間隔を一定に保持するスペーサの役割を果たす。ま
た、冷却材の流路を前記被覆管に対し直交方向にとるこ
とにより、パージガスヘッダと冷却材ヘッダを別に設け
て従来の二重ヘッダ構造を簡素化する。さらに前記冷却
材ヘッダを前記ブランケットの上下端部に設けることに
より、中性子束が低い上下端部に冷却材ヘッダを設け中
性子束が高い赤道面をトリチウム充填領域として利用す
る。さらに、二重管である前記被覆管の外管と内管との
間に中性子増倍材を充填することによりトリチウム増殖
材との反応前に中性子を増倍し、該内管内にはトリチウ
ム増殖材を充填することによりプラズマから発生した中
性子と反応してトリチウムを生成し、前記二重管の外側
に冷却材が流されることにより該二重管内で発生した熱
を外側から冷却する。さらに該パージガスを前記トリチ
ウム増殖材及び前記中性子増倍材とに供給することによ
り、生成したトリチウムを回収する。

【００３３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１〜図８により説
明する。まず、本発明の原理を図２〜図４を用いて説明
する。図２は本発明の原理を説明するための実施例（以
下原理の実施例と呼ぶ）の二重管の軸方向を横方向（ト
ーラス形状のトロイダル方向）とした場合のピン型ブラ
ンケットのモジュールの内部構造を示す図である。図２
において、ブランケットは、プラズマからの中性子を増
倍するため、ブランケット内のプラズマ側に中性子増倍
材２を有する。またその外側（図中では上側）にはトリ
チウム増殖材１との反応性を高めるため中性子減速材７
のブロックを備え、その中に二重管２５０が設けられた
構成となっている。二重管２５０の表面には耐食性材料
により被覆が施されている。

【００３４】二重管２５０の内管中（以下内周管路と呼
ぶ）にはブランケット内で発生する熱を除去するため冷
却材３が流され、内管と外管との間（以下外周管路と呼
ぶ）にはトリチウム増殖材１が充填される。また外周管
路のトリチウム増殖材１及び二重管２５０外部の中性子
減速材７の領域には発生したトリチウムを回収するため
パージガス４が流される。冷却材３とパージガス４の流
れについては後に図３により説明する。

【００３５】ブランケットモジュール内の横方向の側壁
２１０には冷却材３を二重管２５０に流すために冷却材
ヘッダ２３１が備えられ、その内側にはパージガス４を
トリチウム増殖材１及び中性子減速材７の領域に流すた
めのパージガスヘッダ２４１が設けられている。

【００３６】また、ブランケットモジュールの背面（プ
ラズマと反対側）には冷却材３のＩＮＬＥＴ２３２及び
ＯＵＴＬＥＴ２３３、パージガス４のＩＮＬＥＴ２４２
及びＯＵＴＬＥＴ２４３が設けられ、各々のヘッダを通
して冷却材３及びパージガス４がブランケットモジュー
ル内に供給されまた回収される。

【００３７】図２に示したブランケットにおける冷却材
ヘッダ２３１及びパージガスヘッダ２４１と二重管２５
０との接合部断面を図３に示す。１点鎖線は冷却材３の
流れを、破線はパージガス４の流れを示す。

【００３８】図３において、冷却材３は冷却材ＩＮＬＥ
Ｔ２３２から流入し、冷却材ヘッダ２３１により二重管
２５０の内周管路へ供給される。一方、パージガス４は
パージガスＩＮＬＥＴ２４２から流入し、パージガスヘ
ッダ２４１により二重管２５０の外管の側面にあけられ
た通過口２０６から外周管路に充填されたトリチウム増
殖材１に供給される。またパージガス４の一部は二重管
２５０の外部の中性子減速材７にも供給される。ここで
通過口２０６としては穴・メッシュ等が考えられ、トリ
チウム増殖材１を管内に保持しつつパージガス４が通過
できるものであればよい。

【００３９】次に本実施例の作用を説明する。本実施例
の比較例として、従来技術の横方向ピン型ブランケット
における冷却材ヘッダ及びパージガスヘッダと二重管と
の接合部断面を図４に示す。図４において、図３と同様
に１点鎖線は冷却材３の流れを、破線はパージガス４の
流れを示す。冷却材３は冷却材ＩＮＬＥＴ４３２から流
入し冷却材ヘッダ４３１により二重管４５０の内周管路
へ供給され、またパージガス４はパージガスＩＮＬＥＴ
４４２から流入しパージガスヘッダ４４１により通過口
４０６から二重管４５０の外周管路のトリチウム増殖材
１に供給され一部は二重管４５０外部の中性子減速材７
にも供給される。

【００４０】以上において、図３に示した本発明の実施
例のブランケットが、図４に示した従来技術のブランケ
ットと異なる点は、パージガス４の通過口２０６が二重
管２５０の外管の側面に設けられ、二重管２５０の外周
管路のトリチウム充填領域がパージガスヘッダ２４１の
領域、すなわちパージガスヘッダ２４１の厚みの部分に
まで拡張されていることである。

【００４１】したがって、本発明においては、ブランケ
ットモジュール内の横方向の側壁２１０までトリチウム
増殖材１を充填することができ、充填領域が増加したそ
の分トリチウム増殖比を向上させることができる。

【００４２】次に、上記原理に基づく本発明の第１の実
施例を図１、図５及び図６により説明する。図１は本実
施例のブランケットの上半部の内部構造を示す図であ
る。上記原理の実施例のブランケットと共通の部品につ
いては共通の番号で示す。図１に示す本実施例のブラン
ケットが図２に示す原理の実施例のブランケットと異な
る点は３つあり、以下順次それらを説明する。

【００４３】本実施例が原理の実施例と異なる第１点
は、二重管内部の構成である。原理の実施例において
は、図２で二重管２５０の内周管路に冷却材３が供給さ
れ外周管路にトリチウム増殖材１が充填されており、か
つ二重管２５０の外部に中性子減速材７が、またブラン
ケット内のプラズマ側に中性子増倍材２が配置される構
造である。これに対し本実施例においては、図１で二重
管５０の内周管路にトリチウム増殖材１を充填し外周管
路に中性子増倍材２を充填する。冷却材３は二重管５０
の外部に流れ二重管内部で発生した熱を除去する一方で
中性子減速材の役割も果たす。二重管５０の外表面が耐
食性材料により被覆されている点は原理の実施例と同様
である。

【００４４】第２点はパージガスヘッダ４１の位置であ
る。原理の実施例においては図２でパージガスヘッダ４
１は二重管５０の両端部であったのに対し、本実施例に
おいては、図１でパージガスヘッダ４１は二重管５０の
中央部に設けられ、ここから各二重管にパージガス４を
供給しまた各二重管からパージガス４を回収する。パー
ジガス４のＩＮＬＥＴ４２、ＯＵＴＬＥＴ４３はブラン
ケットモジュールのポロイダル方向（図では上方向）に
設け、これらを通してパージガスヘッダ４１にパージガ
ス４を供給しパージガスヘッダ４１からパージガス４を
回収する。

【００４５】パージガスヘッダ４１及び二重管５０の構
造を図５及び図６に示す。図５において、パージガスヘ
ッダ４１は、穴のあいた３枚の平板４１ａ〜ｃを二重管
５０に貫通させた構造となっている。また貫通部の二重
管外管５０ａの側面、すなわち平板４１ａと平板４１ｂ
との間及び平板４１ｂと平板４１ｃとの間に挟まれた部
分にそれぞれ円周方向一列のパージガス４の通過口６ａ
が全周にわたって設けられている。さらに二重管内管５
０ｂの両端部にはそれぞれ円周方向一列のパージガス４
の通過口６ｂが全周にわたって設けられている。

【００４６】上記構成の二重管５０において、パージガ
スヘッダ４１を形成する３枚の平板４１ａ〜ｃ内に貫通
する二重管５０にトリチウム増殖材１及び中性子増倍材
２を充填することにより、パージガスヘッダ４１の厚み
（図中ｌで示す）に相当する部分にもトリチウム増殖材
１及び中性子増倍材２を充填でき、パージガス４の供給
・回収は二重管外管５０ａの側面に設けた通過口６ａか
ら行う。

【００４７】図６において、二重管５０は、外管５０ａ
中央部に軸方向と垂直の仕切板５を設けて外周管路を左
右に分割した構造となっている。すなわちこの仕切板５
を境にパージガスヘッダ４１の左側が供給系統、右側が
回収系統となっている。

【００４８】パージガス４はパージガスヘッダ４１から
外管５０ａにあけられた通過口６ａを通して外周管路に
充填された中性子増倍材２に供給される。中性子増倍材
２を通過したパージガス４は内管５０ｂにあけられた通
過口６ｂを通して内周管路に充填されたトリチウム増殖
材１に供給される。トリチウム増殖材１の中を通過した
パージガス４は、逆の順路で再度外周管路の中性子増倍
材２を通過しパージガスヘッダ４１に回収される。この
ような構成により二重管５０の中をもれなくパージガス
４が通過する。

【００４９】本実施例が原理の実施例と異なる第３点は
冷却材３の流路方向である。原理の実施例においては図
２で冷却材３は二重管２５０内を流れていたが、本実施
例においては図１で冷却材３は二重管５０の外部を二重
管５０と直交する方向に流れる。これらの構成に対応し
て、原理の実施例においては冷却材ヘッダ２３１、冷却
材ＩＮＬＥＴ２３２及びＯＵＴＬＥＴ２３３は二重管２
５０の両端部に配置されていたのに対し、本実施例にお
いては冷却材ヘッダ３１はブランケットの縦方向の上下
端部に設けられ冷却材ＩＮＬＥＴ３２及びＯＵＴＬＥＴ
３３はブランケットの上端部に互いに隣接して設置され
る。冷却材ＩＮＬＥＴ３２からブランケット内に供給さ
れた冷却材３は、ブランケット内のプラズマと反対側の
二重管奥に設けられた通路（図示せず）を通って下へ回
り込み、一旦下端部の冷却材ヘッダ（図示せず）に至
り、そこから二重管５０の外側表面をなぞるように上昇
して上部の冷却材ヘッダ３１へ至り、冷却材ＯＵＴＬＥ
Ｔ３３を通ってブランケット外へと回収される。

【００５０】このような構成において、ブランケットの
上下端部では赤道面に比べて中性子束が低くトリチウム
の生成量が少ないので、この部分にトリチウム増殖材１
を充填できない領域が存在したとしても、中性子束の高
い赤道面にトリチウム増殖材１を充填できない領域が存
在する原理の実施例におけるブランケットよりもトリチ
ウム増殖比を向上させる点で有利となる。

【００５１】以上３つの相違点のほかは、原理の実施例
の構成とほぼ同様である。

【００５２】上記構成の本実施例によれば、トリチウム
増殖材１をパージガスヘッダ４１の厚みｌだけさらに拡
張して充填できるので、その分トリチウム増殖比を向上
させることができる。また二重管の内管５０ｂに通過口
６ｂを設けるのでパージガス４を二重管５０内にもれな
く通過させることができる。また通過口６ｂを内管５０
ｂの端部に設けるのでパージガス４の流れを通過口６ｂ
の前後で反転させることができる。さらに簡易な構造の
パージガスヘッダ４１で供給と回収を別個の位置で行え
る。また仕切板５を設け二重管５０の外周管路を分割す
るので、外周管路からパージガス４を供給し内周管路を
通過させた後再び外周管路から回収できる。さらにパー
ジガスヘッダ４１が二重管５０を支持し強度を補うの
で、冷却材３を二重管５０と直交する方向に流したとき
の二重管５０のたわみを抑え二重管５０の機械的強度が
増加し信頼性を高くすることができる。また冷却材３の
流路を二重管５０に対し直交方向にとるので、従来の二
重ヘッダ構造を簡素化できる。さらに冷却材ヘッダ３１
を中性子束の低いブランケットの上下端部に設けるの
で、中性子束の高い赤道面にトリチウム増殖材１を充填
できトリチウム増殖比を向上させることができる。また
二重管の外周管路に中性子増倍材２を充填するので中性
子を増倍することができ、内周管路にはトリチウム増殖
材１を充填するので中性子と反応してトリチウムを生成
することができ、二重管５０の外部に冷却材３が流れる
ので発生した熱を外側から冷却できる。さらにパージガ
ス４をトリチウム増殖材１及び中性子増倍材２とに供給
するので生成したトリチウムを回収できる。

【００５３】本発明の第２の実施例を図７及び図８によ
り説明する。本実施例のブランケットにおけるパージガ
スヘッダ７４１及び二重管７５０の構造を図７及び図８
に示す。第１の実施例と共通の部品については共通の番
号で示す。図７において、図５に示した第１の実施例の
パージガスヘッダ２４１の構造と異なる点は、パージガ
スヘッダ７４１が供給側のパージガスヘッダ７４１Ａと
回収側のパージガスヘッダ７４１Ｂとの位置が分かれ、
二重管７５０の両端部にそれぞれ１個ずつの供給側のパ
ージガスヘッダ７４１Ａ、二重管７５０の中央部に１個
の回収側のパージガスヘッダ７４１Ｂとが配置されてい
る点である。その他の点はほぼ同様である。

【００５４】図８において、図６に示した第１の実施例
のブランケットの二重管５０の構造と異なる点は、パー
ジガス４の通過口７０６ａ〜ｄの位置が変わったこと、
及び二重管７５０の仕切板が二重管７５０の中心軸を通
る水平面上に中心軸と平行に設けられていることであ
る。その他の点はほぼ同様である。

【００５５】以上の構成において、パージガス４は、二
重管７５０の両端部に設けられたパージガスヘッダ７４
１Ａから外管７５０ａの両端部上半分に設けられた通過
口７０６ａを通して二重管７５０の外周管路の上半分に
充填された中性子増倍材２に入る。その後パージガス４
は、二重管７５０の両端部から中央部に向かって中性子
増倍材２中を流れ、内管７５０ｂの中央部上半分に設け
られた通過口７０６ｂを通過し、内周管路に充填された
トリチウム増倍材１に入る。その後さらにパージガス４
は内周管路を両端部に向かって流れ、内管７５０ｂの両
端部下半分に設けられた通過口７０６ｃを通して外周管
路の下半分に充填された中性子増倍材２の領域に入る。
パージガス４は両端部から中央部に向かって外周管路の
中性子増倍材２中を流れた後、外管７５０ａの中央部下
半分に設けられた通過口７０６ｄを通過しパージガスヘ
ッダ７４１Ｂに回収される。このような構成により、二
重管７５０の中をもれなくパージガス４が通過すること
ができる。

【００５６】また、図８においてパージガス４の通過口
が設けられていないパージガスヘッダ７４１Ａ及びＢの
領域は、二重管７５０を含まない断面において他のパー
ジガスヘッダとつながっており、他の二重管７５０にパ
ージガス４を供給しまた他の二重管７５０からパージガ
ス４を回収する機能を持つ。

【００５７】本実施例によれば、第１の実施例と同様の
効果を得ることに加え、仕切板７０５は外管７５０ａと
内管７５０ｂとの間隔を一定に保持するスペーサの役割
を果たすので二重管７５０の構造上の信頼性を高くする
ことができる。また通過口７０６ｂを内管７５０ｂの中
央部に設けるのでパージガス４の流れの向きを通過口７
０６ｂの前後で反転させることができる。

【００５８】なお、上記２つの実施例は二重管を使用し
た場合について説明したが、さらに三重管以上の多重管
にする構成も考えられ、同様の効果を得る。その場合に
は最も外側の管が上記実施例における外管、最も外側の
管以外の管が上記実施例の内管に相当し、また外周管路
は最も外側の管とその内側の管との間、内周管路はそれ
以外の管と管との間に相当する。

【００５９】

【発明の効果】本発明によれば、ブランケット内でトリ
チウム増殖材を充填できる領域を拡張できるので、トリ
チウム増殖比を向上させることができる。また被覆管を
多重管にするので、複数の部材を充填できる。さらに多
重管の最も外側の管以外の管にも通過口を設けるのでパ
ージガスを多重管内にもれなく通過させることができ
る。また通過口を端部若しくは中央部に設けるのでパー
ジガスの流れの向きを通過口の前後で反転させることが
できる。さらに２枚の平板で簡易な構造でパージガスヘ
ッダを構成できる。またパージガスヘッダを別個に設け
てパージガスの供給と回収を別個の位置で行える。さら
に簡易な構造のパージガスヘッダで供給と回収を別個の
位置で行える。また仕切板を設け多重管の最外周管路を
分割するので、最外周管路からパージガスを供給し内側
の他の管路を通過させた後再び最外周管路から回収でき
る。さらに仕切板を鉛直に設けるか水平に設けるかで管
路内の流路構成を変えることができる。またパージガス
ヘッダが被覆管を支持し強度を補うので、ブランケット
内部構造の機械的強度が増し信頼性を高くすることがで
きる。さらにパージガスヘッダが多重管を位置決めする
ので、スペーサの役割を果たし各管の間隔を一定に保持
することができる。また冷却材の流路を被覆管に対し直
交方向にとるので、従来の二重ヘッダ構造を簡素化でき
る。さらに冷却材ヘッダを中性子束の低いブランケット
の上下端部に設けるので、中性子束の高い赤道面にトリ
チウム増殖材を充填できトリチウム増殖比を向上させる
ことができる。また二重管の外管と内管との間に中性子
増倍材を充填するので中性子を増倍することができ、内
管内にはトリチウム増殖材を充填するので中性子と反応
してトリチウムを生成することができ、二重管の外部に
冷却材が流れるので発生した熱を外側から冷却できる。
さらにパージガスをトリチウム増殖材及び中性子増倍材
とに供給するので生成したトリチウムを回収できる。

【００６０】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例のブランケットの上半部
の内部構造を示す図である。

【図２】本発明の原理を説明するための実施例の横方向
ピン型ブランケットの内部構造を示す図である。

【図３】冷却材ヘッダ及びパージガスヘッダと二重管と
の接合部を示す断面図である。

【図４】比較例における冷却材ヘッダ及びパージガスヘ
ッダと二重管との接合部を示す断面図である。

【図５】パージガスヘッダ及び二重管の構造図である。

【図６】パージガスヘッダ及び二重管の断面図である。

【図７】本発明の第２の実施例のブランケットにおける
パージガスヘッダ及び二重管の構造図である。

【図８】パージガスヘッダ及び二重管の断面図である。

【符号の説明】

１トリチウム増殖材２中性子増倍材３冷却材４パージガス５仕切板６ａ，ｂ通過口７中性子減速材３１冷却材ヘッダ４１パージガスヘッダ４１ａ〜ｃ平板５０二重管５０ａ外管５０ｂ内管２０６通過口２１０側壁２４１パージガスヘッダ２５０二重管４０６通過口４４１パージガスヘッダ４５０二重管７０５仕切板７０６ａ〜ｄパージガスの通過口７４１Ａ，Ｂパージガスヘッダ７５０二重管７５０ａ外管７５０ｂ内管ｌパージガスヘッダの厚み

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】トリチウム増殖材を充填した被覆管と、
トリチウム回収用のパージガスを流すパージガスヘッダ
とを有するピン型の核融合炉ブランケットにおいて、前記被覆管は前記パージガスヘッダを貫通し、かつ該被
覆管はその貫通部分の側面に前記パージガスが供給・回
収される通過口を有することを特徴とする核融合炉ブラ
ンケット。
【請求項２】請求項１記載の核融合炉ブランケットに
おいて、前記通過口は該パージガスが供給される第１の
通過口と該パージガスが回収される第２の通過口とを有
することを特徴とする核融合炉ブランケット。
【請求項３】請求項１記載の核融合炉ブランケットに
おいて、前記被覆管は多重管であることを特徴とする核
融合炉ブランケット。
【請求項４】請求項３記載の核融合炉ブランケットに
おいて、前記多重管は該多重管を形成する複数の被覆管
のうち最も外側の第１の被覆管とその他の第２の被覆管
とを有し、かつ前記第２の被覆管は該第２の被覆管の内
側と外側とをパージガスが連通する第３の通過口を側面
に有することを特徴とする核融合炉ブランケット。
【請求項５】請求項４記載の核融合炉ブランケットに
おいて、前記第３の通過口は前記第２の被覆管の端部に
設けられていることを特徴とする核融合炉ブランケッ
ト。
【請求項６】請求項４記載の核融合炉ブランケットに
おいて、前記第３の通過口は前記第２の被覆管の中央部
に設けられていることを特徴とする核融合炉ブランケッ
ト。
【請求項７】請求項１記載の核融合炉ブランケットに
おいて、前記パージガスヘッダは少なくとも２枚の平板
で挟まれた空間により構成されていることを特徴とする
核融合炉ブランケット。
【請求項８】請求項１記載の核融合炉ブランケットに
おいて、前記パージガスヘッダは前記パージガスを被覆
管へ供給する第１のヘッダと該パージガスを被覆管より
回収する第２のヘッダとを有することを特徴とする核融
合炉ブランケット。
【請求項９】請求項８記載の核融合炉ブランケットに
おいて、前記第１及び第２のヘッダとはそれぞれが２枚
の平板で挟まれた空間により構成されることを特徴とす
る核融合炉ブランケット。
【請求項１０】請求項８記載の核融合炉ブランケット
において、前記第１のヘッダと前記第２のヘッダとは３
枚の平板を用いて一体に構成されていることを特徴とす
る核融合炉ブランケット。
【請求項１１】請求項１記載の核融合炉ブランケット
において、前記被覆管は多重管であり、かつ前記多重管
は該多重管で形成される複数の管路のうち最外周の管路
を前記パージガスヘッダから前記パージガスが供給され
る領域と該パージガスヘッダへ該パージガスが回収され
る領域とに分割する仕切板を有することを特徴とする核
融合炉ブランケット。
【請求項１２】請求項１１記載の核融合炉ブランケッ
トにおいて、前記仕切板は鉛直方向に設けられ前記最外
周の管路を前記被覆管の側面より見て左右に分割するこ
とを特徴とする核融合炉ブランケット。
【請求項１３】請求項１１記載の核融合炉ブランケッ
トにおいて、前記仕切板は水平方向に設けられ前記最外
周の管路を上下に分割することを特徴とする核融合炉ブ
ランケット。
【請求項１４】請求項１記載の核融合炉ブランケット
において、前記パージガスヘッダは前記被覆管を支持す
る補強手段であることを特徴とする核融合炉ブランケッ
ト。
【請求項１５】請求項３記載の核融合炉ブランケット
において、前記パージガスヘッダは前記多重管を位置決
めする位置決め手段であることを特徴とする核融合炉ブ
ランケット。
【請求項１６】請求項１記載の核融合炉ブランケット
において、冷却材の流路を前記被覆管と直交する方向に
設けたことを特徴とする核融合炉ブランケット。
【請求項１７】請求項１記載の核融合炉ブランケット
において、冷却材を供給する冷却材ヘッダを前記ブラン
ケットの上下端部に設けたことを特徴とする核融合炉ブ
ランケット。
【請求項１８】請求項１記載の核融合炉ブランケット
において、前記被覆管は二重管であり、かつ前記二重管
は該二重管の外管と内管との間に中性子増倍材が充填さ
れ前記内管内にはトリチウム増殖材が充填され該二重管
の外側に冷却材が流されることを特徴とする核融合炉ブ
ランケット。
【請求項１９】請求項１８記載の核融合炉ブランケッ
トにおいて、前記パージガスは前記トリチウム増殖材と
前記中性子増倍材とに供給されることを特徴とする核融
合炉ブランケット。