JPH06160558A - Reactor core internal structure supporting device for nuclear fusion device - Google Patents

Reactor core internal structure supporting device for nuclear fusion device

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JPH06160558A
JPH06160558A JP43A JP31455392A JPH06160558A JP H06160558 A JPH06160558 A JP H06160558A JP 43 A JP43 A JP 43A JP 31455392 A JP31455392 A JP 31455392A JP H06160558 A JPH06160558 A JP H06160558A
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JP
Japan
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internal structure
bellows
vacuum
vacuum sealing
sealing bellows
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JP43A
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Japanese (ja)
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Eisuke Tada
栄介 多田
Satoshi Nishio
敏 西尾
Kiyoshi Shibanuma
清 柴沼
Masanao Shibui
正直 渋井
Hisashi Fukushima
久 福島
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Toshiba Corp
Japan Atomic Energy Agency
Original Assignee
Toshiba Corp
Japan Atomic Energy Research Institute
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Publication date
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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    • Y02E30/10Nuclear fusion reactors

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  • Diaphragms And Bellows (AREA)

Abstract

PURPOSE:To prolong the life of bellows and improve the operation availability factor of a reactor by separating the inflow area of a driving fluid driving a piston and the arranged area of the vacuum sealing bellows, and indirectly pressurizing the bellows. CONSTITUTION:When a reactor core internal structure is to be fixed to a vacuum vessel, a liquid inlet 14 is pressurized, the inner tube 6a and outer tube 6b of the piston rod of a piston 6 are integrally driven in the direction to shrink vacuum sealing bellows 11, and a cotter 7 is driven into the insertion hole of the reactor core internal structure. The driving liquid 12 leaked to the bellows 11 side is discharged from an atmosphere release port 16. When the reactor core internal structure is to be removed from the vacuum vessel, a liquid inlet 15 is pressurized, the cotter 7 is extracted, and the liquid 12 leaked to the bellows 11 side is discharged from the atmosphere release port 16. The pressure force of the liquid 12 is not directly applied to the bellows 11, and only the differential pressure between the vacuum region and the atmosphere is applied. The life of the bellows 11 repeatedly expanded and shrunk is largely extended, and it can contribute to the improvement of the operation availability factor of a reactor.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はプラズマを取り囲むドー
ナツ型の真空容器に、当該真空容器の内面に配設される
セクター状の炉内構造物を取付けるのに用いられるトー
ラス型の核融合装置の炉内構造物支持装置に係り、特に
真空封じ用ベローズの繰り返し伸縮による寿命を大幅に
延長すると共に、保守、点検回数を大幅に削減して炉の
運転稼働率を高め得るようにした核融合装置の炉内構造
物支持装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a toroidal-type nuclear fusion device used for mounting a sector-shaped reactor internal structure arranged on the inner surface of a toroidal-type vacuum container surrounding plasma. A nuclear fusion device related to the in-reactor structure supporting device, in particular, the life of the bellows for vacuum sealing is repeatedly extended and contracted to significantly extend its life, and the number of maintenance and inspections is greatly reduced to improve the operating rate of the reactor. The present invention relates to a device for supporting the internal structure of a furnace.

【0002】[0002]

【従来の技術】図3は、この種の一般的なトーラス型核
融合装置の炉内構造物の構成例を示す横断面図である。
図3において、真空容器1は、プラズマ2を取り囲むド
ーナツ型となっており、プラズマ2の領域を高真空に維
持する。
2. Description of the Related Art FIG. 3 is a cross-sectional view showing a structural example of a reactor internal structure of a general torus-type nuclear fusion device of this type.
In FIG. 3, the vacuum container 1 is of a donut shape surrounding the plasma 2 and maintains the region of the plasma 2 in a high vacuum.

【0003】また、真空容器1の内面には、プラズマ2
を囲むように、ダイバーダおよびブランケット等のセク
ター状の炉内構造物3が設置されている。これらセクタ
ー状の炉内構造物3には、分解組立のため、セクター毎
に真空容器1から取り外して炉外に取り出したり、逆に
炉外から持ち込んで真空容器1に取付ける機能が必要で
ある。また、これらセクター状の炉内構造物3には、強
大な電磁力4に耐える支持構造が必要である。
A plasma 2 is formed on the inner surface of the vacuum container 1.
A sector-shaped internal structure 3 such as a diver and a blanket is installed so as to surround the. In order to disassemble and assemble, the sector-shaped furnace internal structure 3 needs to be detached from the vacuum container 1 and taken out of the furnace for each sector, or conversely, brought in from the furnace and attached to the vacuum container 1. Further, these sector-shaped internal structures 3 need a support structure that can withstand a strong electromagnetic force 4.

【0004】これらの機能を満たす支持装置の一つが炉
内構造物支持装置5である。すなわち、炉内構造物3を
取り外す時には、炉内構造物支持装置5のピストンロッ
ド6aを縮めて、その先端についているテーパー状のコ
ッタ7を引き抜く。これにより、セクター状の炉内構造
物3と真空容器1との間には拘束力がなくなるので、セ
クター状の炉内構造物3は図示しないマニピュレータに
より、遠隔操作で真空容器1外に取り外すことができ
る。
One of the supporting devices that fulfill these functions is the reactor internal structure supporting device 5. That is, when removing the in-core structure 3, the piston rod 6a of the in-core structure support device 5 is contracted, and the tapered cotter 7 attached to the tip thereof is pulled out. As a result, there is no binding force between the sector-shaped reactor internals 3 and the vacuum vessel 1, so the sector-shaped reactor internals 3 can be remotely removed from the vacuum chamber 1 by a manipulator (not shown). You can

【0005】一方、セクター状の炉内構造物3を取付け
る時には、前述の図示しないマニピュレータで真空容器
1内の所定位置に移送し、炉内構造物3の下面に固着さ
れた位置決め板8を、真空容器1側の位置決め溝9に挿
入するように配置した後に、ピストンロッド6aを伸ば
してテーパ状のコッタ7を、炉内構造物3の位置決め板
8に設けられた挿入孔8aに挿入させることにより、セ
クター状の炉内構造物3を真空容器1に固定することが
できる。図4は、この種のトーラス型核融合装置の炉内
構造物支持装置5の具体的な構成例を示す断面図であ
る。
On the other hand, when the sector-shaped reactor internal structure 3 is mounted, it is moved to a predetermined position in the vacuum vessel 1 by the manipulator (not shown), and the positioning plate 8 fixed to the lower surface of the reactor internal structure 3 is attached. After arranging so as to be inserted into the positioning groove 9 on the side of the vacuum vessel 1, the piston rod 6a is extended to insert the tapered cotter 7 into the insertion hole 8a provided in the positioning plate 8 of the reactor internal structure 3. Thus, the sector-shaped furnace internal structure 3 can be fixed to the vacuum container 1. FIG. 4 is a cross-sectional view showing a specific configuration example of the reactor internal structure support device 5 of this type of torus fusion device.

【0006】図4において、ピストン6とシリンダ10
との間には、真空封じ用のベローズ11が接続されてい
る。この真空封じ用ベローズ11により、シリンダ10
内のピストン駆動用の駆動用液体12が、コッタ7のあ
る、外部の真空領域に浸入するのを防止している。
In FIG. 4, piston 6 and cylinder 10
A bellows 11 for vacuum sealing is connected between and. With this vacuum sealing bellows 11, the cylinder 10
The driving liquid 12 for driving the piston inside is prevented from entering the outside vacuum region where the cotter 7 is located.

【0007】また、ピストン6とシリンダ10とのスラ
イド面には、シールリング13が加圧側の駆動用液体1
2の、反対側への漏れが極力小さくなるように配設され
ている。コッタ7を挿入する時には、第1の液体入口1
4を加圧してピストン6を突き出させ、逆にコッタ7を
引き抜く時には、第2の液体入口15を加圧する。な
お、ピストンロッド6aとコッタ7は、冶金的に接合さ
れた構造となっている。しかしながら、上述したような
炉内構造物支持装置5においては、次のような問題があ
る。
A seal ring 13 is provided on the sliding surface of the piston 6 and the cylinder 10 so as to drive the driving liquid 1 on the pressurizing side.
2 is arranged so that the leakage to the opposite side of 2 is as small as possible. When inserting the cotter 7, the first liquid inlet 1
When the piston 4 is pushed out by pushing 4 and the cotter 7 is pulled out, the second liquid inlet 15 is pushed up. The piston rod 6a and the cotter 7 are metallurgically joined together. However, the above-described reactor internal structure supporting device 5 has the following problems.

【0008】すなわち、セクター状の炉内構造物3を、
真空容器1に固定、あるいは取り外す時には、第1の液
体入口14、あるいは第2の液体入口15のいずれかに
加圧された駆動用液体12を供給して、コッタ7を駆動
することになるが、その駆動用液体12の加圧力は、ピ
ストン6とシリンダ10との間に設置された真空封じ用
ベローズ11に直接作用することになる。
That is, the sector-shaped reactor internal structure 3 is
When fixed to or removed from the vacuum container 1, the pressurized driving liquid 12 is supplied to either the first liquid inlet 14 or the second liquid inlet 15 to drive the cotter 7. The pressing force of the driving liquid 12 directly acts on the vacuum sealing bellows 11 installed between the piston 6 and the cylinder 10.

【0009】この真空封じ用ベロース11は、炉内構造
物3の真空容器1への取り付け、あるいは取り外し時に
は、その都度、前述の加圧された駆動用液体12により
伸縮して目的を達成することになるため、繰り返し疲労
による寿命という問題が生じてくる。一般に、この種の
ベローズの寿命は、1山当りの変位量と作用する圧力と
によって決定され、次のような評価式が用いられる。 (a)圧力による応力:SP (kgf/mm2 ) SP =P(βW)2 /(α・200 t2 ) (b)伸縮による応力 Sα (kgf/mm2 ) Sα=3Etδ/(βW)2
The vacuum sealing bellows 11 expands and contracts by the above-mentioned pressurized driving liquid 12 each time when the furnace internal structure 3 is attached to or detached from the vacuum vessel 1, to achieve the purpose. Therefore, the problem of life due to repeated fatigue arises. Generally, the life of this type of bellows is determined by the amount of displacement per mountain and the acting pressure, and the following evaluation formula is used. (A) Stress due to pressure: S P (kgf / mm 2 ) S P = P (βW) 2 / (Α ・ 200 t 2 ) (B) Stress due to expansion and contraction Sα (kgf / mm 2 ) Sα = 3Etδ / (βW) 2

【0010】計算寿命Nは、これらの合応力S(kgf/mm
2 )から、 (c)S=SP +Sα (d)N=(700/S)6 (材質インコネルの場
合) で求める。
The calculated life N is the resultant stress S (kgf / mm
2 ), (C) S = S P + Sα (d) N = (700 / S) 6 (For material Inconel)

【0011】ただし、 P:圧力(kgf/mm2 ) W:スパン(mm) t:板厚(mm) α:圧力モード定数(=1) β:ネスティング定数(圧力範囲で決定される) E:縦弾性係数(kgf/mm2 ) δ:真空封じ用ベローズ1山当りの変位量(mm) 従って、真空封じ用ベローズ11の1山当りの変位量が
大きくなるほど、また圧力が高くなるほど、真空封じ用
ベローズ11の寿命は短くなることになる。
However, P: pressure (kgf / mm 2 ) W: Span (mm) t: Plate thickness (mm) α: Pressure mode constant (= 1) β: Nesting constant (determined by pressure range) E: Modulus of longitudinal elasticity (kgf / mm 2 ) Δ: Displacement amount per one peak of vacuum sealing bellows (mm) Therefore, the greater the displacement amount per one peak of the vacuum sealing bellows 11 and the higher the pressure, the shorter the life of the vacuum sealing bellows 11. It will be.

【0012】一方、炉全体の大型化を回避するために、
真空容器1内に設置される炉内構造物支持装置5も、極
力小型化することが要求されるが、所定の固定力を得る
ためには、小型化するほど駆動用液体12の圧力を高め
る必要があり、この場合には、炉内構造物支持装置5の
構成部品で最も圧力に弱い真空封じ用ベローズ11の寿
命の低下がより一層加速されることになる。
On the other hand, in order to avoid making the entire furnace larger,
The reactor internal structure support device 5 installed in the vacuum container 1 is also required to be miniaturized as much as possible, but in order to obtain a predetermined fixing force, the pressure of the driving liquid 12 is increased as the size is reduced. In this case, the life of the vacuum sealing bellows 11, which is the most vulnerable to pressure in the components of the reactor internal structure supporting device 5, is further accelerated.

【0013】このため、真空封じ用ベローズ11の寿命
が短い場合、その保守のために、分解、点検(交換)、
組立作業を頻繁に行なう必要が生じ、その結果、炉の運
転稼働率の著しい低下を招き、経済的にも不利な要因と
なる。
Therefore, when the vacuum sealing bellows 11 has a short life, for maintenance, disassembly, inspection (replacement),
This requires frequent assembly work, resulting in a significant reduction in the operating rate of the furnace, which is an economically disadvantageous factor.

【0014】また、運転稼働率を高めようとすると、1
回の運転期間に駆動する回数に対して、寿命の余裕が小
さくなることから、運転中に真空封じ用ベローズ11の
破断が発生し、真空容器1内に駆動用液体12が流入し
てしまう等の不測の事態も考えられ、この場合には、そ
の回復作業に多大な時間と費用を要する等の問題も生じ
る。
In addition, if the operating rate is increased,
Since the life margin becomes smaller with respect to the number of times of driving in one operation period, the vacuum sealing bellows 11 breaks during operation, and the driving liquid 12 flows into the vacuum container 1. However, in this case, there is a problem in that the recovery work requires a great deal of time and cost.

【0015】[0015]

【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
核融合装置の炉内構造物支持装置においては、構成部品
である真空封じ用ベローズに、ピストンの駆動用液体の
高圧力が直接作用することから、真空封じ用ベローズの
寿命が短くなり、その保守のために炉の運転稼働率が低
下せざるを得なくなるという問題があった。
As described above, in the conventional reactor internal structure supporting device of the nuclear fusion device, the high pressure of the liquid for driving the piston acts directly on the vacuum sealing bellows which is a component. Therefore, there has been a problem that the life of the vacuum sealing bellows is shortened and the operating rate of the furnace is unavoidably reduced due to its maintenance.

【0016】本発明の目的は、ピストンの駆動用流体の
加圧力が直接、真空封じ用ベローズに作用しないように
して、真空封じ用ベローズの繰り返し伸縮による寿命を
大幅に延長することができ、保守、点検回数を大幅に削
減して炉の運転稼働率を高めることが可能な極めて信頼
性の高い核融合装置の炉内構造物支持装置を提供するこ
とにある。
An object of the present invention is to prevent the pressurizing force of the driving fluid of the piston from directly acting on the vacuum sealing bellows, thereby significantly extending the life of the vacuum sealing bellows due to repeated expansion and contraction. An object of the present invention is to provide an extremely reliable nuclear reactor internal structure support device capable of significantly reducing the number of inspections and increasing the operating rate of the reactor.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明では、プラズマを取り囲むドーナツ型の真空
容器に、当該真空容器の内面に配設されるセクター状の
炉内構造物を取付けるのに用いられる核融合装置の炉内
構造物支持装置において、炉内構造物支持装置本体を、
ピストンとシリンダとコッタと真空封じ用のベローズと
から構成し、ピストンを駆動する加圧された駆動用流体
の流入域と、真空封じ用ベローズの配設域とを分離し、
真空封じ用ベローズの反真空領域を大気に解放する構成
としている。
In order to achieve the above object, according to the present invention, a doughnut-shaped vacuum container surrounding a plasma is provided with a sector-shaped internal structure arranged on the inner surface of the vacuum container. In the reactor internal structure support device of the fusion device used for, the reactor internal structure support device main body,
It is composed of a piston, a cylinder, a cotter, and a bellows for vacuum sealing, and separates the inflow region of the pressurized driving fluid for driving the piston and the disposition region of the bellows for vacuum sealing.
The anti-vacuum region of the vacuum sealing bellows is open to the atmosphere.

【0018】ここで、特に上記ピストンを駆動する加圧
された駆動用流体の流入域と、真空封じ用ベローズの配
設域とを分離し、かつ真空封じ用ベローズの反真空領域
を大気に解放する構成としては、ピストンロッドを二重
筒構造にして、その外筒と内筒との間に真空封じ用ベロ
ーズを配設し、かつ真空封じ用ベローズとピストンロッ
ドの外筒との空間域を大気側に接続する管部を設けるよ
うにしている。
Here, in particular, the inflow region of the pressurized drive fluid for driving the piston and the disposition region of the vacuum sealing bellows are separated, and the anti-vacuum region of the vacuum sealing bellows is opened to the atmosphere. As the configuration, the piston rod has a double cylinder structure, the vacuum sealing bellows is disposed between the outer cylinder and the inner cylinder, and the space area between the vacuum sealing bellows and the outer cylinder of the piston rod is formed. A pipe is connected to the atmosphere side.

【0019】[0019]

【作用】従って、本発明の核融合装置の炉内構造物支持
装置においては、ピストンを駆動する加圧された駆動用
流体の流入域と、真空封じ用ベローズの配設域とを分離
し、真空封じ用ベローズの反真空領域を大気に解放する
ことにより、ピストン駆動用流体の圧力が真空封じ用ベ
ローズに直接作用しないため、前述した真空封じ用ベロ
ーズの評価式における計算寿命Nの決定要因の一方であ
る、圧力による応力SP 分を大幅に小さくすることが可
能になる。
Therefore, in the reactor internal structure supporting device of the nuclear fusion device of the present invention, the inflow region of the pressurized drive fluid for driving the piston and the disposition region of the vacuum sealing bellows are separated, By releasing the anti-vacuum region of the vacuum sealing bellows to the atmosphere, the pressure of the piston driving fluid does not act directly on the vacuum sealing bellows. On the other hand, it becomes possible to significantly reduce the stress S P due to pressure.

【0020】これにより、真空封じ用ベローズの1山当
りの変位量が同じである場合には、真空封じ用ベローズ
に駆動用流体の圧力(例えば65kgf /cm2 )が作用す
る従来の場合と比べて、本発明では、大気圧(1kgf
cm2 )のみが作用することになるため、数十倍の寿命の
延長が計算できる。よって、従来の場合に比べ、炉の運
転稼働率の大幅な向上に寄与する極めて信頼性の高い炉
内構造物支持装置を得ることができる。
As a result, when the displacement amount per peak of the vacuum sealing bellows is the same, the pressure of the driving fluid is applied to the vacuum sealing bellows (for example, 65 kg f). / Cm 2 In the present invention, the atmospheric pressure (1 kg f /
cm 2 ), It is possible to calculate the extension of life by several tens of times. Therefore, it is possible to obtain an extremely reliable in-core structure support device that contributes to a significant improvement in the operating rate of the furnace as compared with the conventional case.

【0021】[0021]

【実施例】本発明は、核融合装置における炉内構造物支
持装置を構成する真空封じ用ベローズに、ピストンの駆
動用流体の加圧力が直接作用しないように、ピストンを
駆動する加圧された駆動用流体流入域と、真空封じ用ベ
ローズの配設域とを分離し、真空封じ用ベローズの反真
空領域を大気に解放する構成とする点に、その最大の特
徴を有するものである。以上、上記のような考え方に基
づく本発明の一実施例について、図面を参照して詳細に
説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention is a pressurized piston driving piston so that the pressure of the piston driving fluid does not directly act on the vacuum sealing bellows which constitutes the reactor internal structure supporting device in the nuclear fusion device. The greatest feature is that the drive fluid inflow region and the vacuum sealing bellows arrangement region are separated and the anti-vacuum region of the vacuum sealing bellows is opened to the atmosphere. An embodiment of the present invention based on the above concept will be described in detail with reference to the drawings.

【0022】図1は本発明によるトーラス型核融合装置
における炉内構造物支持装置の、コッタ引き抜き状態時
での構成例を示す断面図であり、図2は同じく炉内構造
物支持装置の構成例を、コッタ挿入位置での状態で示す
断面図である。なお、図1および図2において、図4と
同一要素には同一符号を付してその詳細な説明を省略
し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
FIG. 1 is a sectional view showing an example of the structure of a reactor internal structure supporting device in a torus-type nuclear fusion device according to the present invention when the cotter is pulled out, and FIG. 2 is the same structure of the reactor internal structure supporting device. It is sectional drawing which shows an example in the state in a cotter insertion position. 1 and 2, the same elements as those in FIG. 4 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted, and only different portions will be described here.

【0023】図1において、先端にコッタ7を冶金的に
接合したピストンロッド6aを内筒側として、ピストン
6側を同様に固着されたピストンロッド外筒6bを配設
している。シリンダ10とピストンロッド内筒6aとの
間には、コッタ7の外部の真空領域とを封じる真空封じ
用ベローズ11を取り付けている。
In FIG. 1, a piston rod 6a having a cotter 7 metallurgically joined to the tip is an inner cylinder side, and a piston rod outer cylinder 6b similarly fixed to the piston 6 side is arranged. A vacuum sealing bellows 11 that seals a vacuum region outside the cotter 7 is attached between the cylinder 10 and the piston rod inner cylinder 6a.

【0024】また、ピストン6とシリンダ10とのスラ
イド面には、シールリング13aを、加圧側の液体12
aの反対側への漏れが極力小さくなるように配設してい
る。同様に、ピストンロッド外筒6bとシリンダ10と
のスライド面には、シリンダ10側にシールリング13
bを、真空封じ用ベローズ11側への液体12bの漏れ
を極力小さくするように配設している。
A seal ring 13a is provided on the sliding surface of the piston 6 and the cylinder 10 for the liquid 12 on the pressurizing side.
It is arranged so that the leakage to the opposite side of a is as small as possible. Similarly, on the sliding surface between the piston rod outer cylinder 6 b and the cylinder 10, the seal ring 13 is provided on the cylinder 10 side.
b is arranged so as to minimize the leakage of the liquid 12b to the side of the vacuum sealing bellows 11.

【0025】さらに、真空封じ用ベローズ11と、ピス
トンロッド外筒6bとが形成する領域は、大気解放口1
6により大気へ通じて(解放して)いる。コッタ7の挿
入時には、図2に示すように、第1の液体入口14を加
圧することによりピストン6を突き出し、逆にコッタを
引き抜く時には、第2の液体入口15側を加圧するよう
になっている。なお、本実施例では、駆動用液体12と
しては、例えば水を用い、またシールリング13として
は、例えばマンガン青銅を用いている。
Further, the region formed by the vacuum sealing bellows 11 and the piston rod outer cylinder 6b is the atmosphere release port 1
6 leads to (releases) the atmosphere. As shown in FIG. 2, when the cotter 7 is inserted, the piston 6 is pushed out by pressurizing the first liquid inlet 14, and conversely, when the cotter is pulled out, the second liquid inlet 15 side is pressurized. There is. In this embodiment, for example, water is used as the driving liquid 12, and manganese bronze is used as the seal ring 13.

【0026】次に、以上のように構成した本実施例の核
融合装置の炉内構造物支持装置5においては、セクター
状の炉内構造物3を、真空容器1の所定位置に固定する
際には、第1の液体入口14を加圧して、ピストン6
を、真空封じ用ベローズ11を縮める方向にピストンロ
ッド内筒6a、ピストンロッド外筒6bと一体的に駆動
させ、先端のコッタ7を、相手の炉内構造物3の所定コ
ッタ挿入孔8aに打ち込む。
Next, in the reactor internal structure support device 5 of the nuclear fusion device of the present embodiment configured as described above, when the sector reactor internal structure 3 is fixed at a predetermined position of the vacuum vessel 1. To pressurize the first liquid inlet 14 to move the piston 6
Is integrally driven with the piston rod inner cylinder 6a and the piston rod outer cylinder 6b in the direction of contracting the vacuum sealing bellows 11, and the cotter 7 at the tip is driven into the predetermined cotter insertion hole 8a of the counterpart in-core structure 3. .

【0027】この時、加圧された駆動用液体12は、シ
ールリング13a,13b部を通して、真空封じ用ベロ
ーズ11側に僅少の漏れがあるが、その漏れ量は大気解
放口16を通って、図示しない大気解放口16に接続さ
れた配管により、図示しない大気圧下で設置された漏水
処理装置の所定のタンクへと導かれる。
At this time, the pressurized driving liquid 12 has a slight leak on the side of the vacuum sealing bellows 11 through the seal rings 13a and 13b, but the leak amount passes through the atmosphere opening port 16, A pipe connected to the atmosphere release port 16 (not shown) leads to a predetermined tank of a water leakage treatment device (not shown) installed under atmospheric pressure.

【0028】一方、逆に、セクター状の炉内構造物3を
真空容器1から取り外す際には、第2の液体入口15を
加圧してコッタ7を引き抜く。この時、加圧された駆動
用液体12は、シールリング13bとピストンロッド外
筒6b間のスライド面を通って、真空封じ用ベローズ1
1側に漏れてくるが、前述したコッタ7挿入時と同様
に、漏れ量は大気解放口16から前述の図示しない外部
のタンクへと排出される。
On the other hand, conversely, when removing the sector-shaped furnace internals 3 from the vacuum vessel 1, the second liquid inlet 15 is pressurized to pull out the cotter 7. At this time, the pressurized driving liquid 12 passes through the slide surface between the seal ring 13b and the piston rod outer cylinder 6b, and then the vacuum sealing bellows 1
Although it leaks to the No. 1 side, the amount of leak is discharged from the atmosphere opening port 16 to the external tank (not shown) as in the case of inserting the cotter 7 described above.

【0029】従って、真空封じ用ベローズ11には、駆
動用液体12の加圧力が直接作用することはなく、真空
領域と大気圧との差圧のみの作用となる。このため、前
述した真空封じ用ベローズの評価式における計算寿命N
の決定要因の一方である、圧力による応力SP 分を大幅
に小さくすることができる。
Therefore, the pressure of the driving liquid 12 does not act directly on the vacuum sealing bellows 11, but only on the pressure difference between the vacuum region and the atmospheric pressure. Therefore, the calculated life N in the above-mentioned evaluation formula of the vacuum sealing bellows is N.
The stress S P due to pressure, which is one of the determinants of, can be significantly reduced.

【0030】これにより、真空封じ用ベローズの1山当
りの変位量が同じである場合には、真空封じ用ベローズ
に駆動用流体の圧力(例えば65kgf /cm2 )が作用す
る従来例の場合と比べて、本実施例では、大気圧(1kg
f /cm2 )のみが作用することになるため、数十倍の寿
命の延長が計算できる。よって、従来の場合に比べ、炉
の運転稼働率の大幅な向上に寄与する極めて信頼性の高
い炉内構造物支持装置を得ることができる。
As a result, when the displacement amount per peak of the vacuum sealing bellows is the same, the pressure of the driving fluid is applied to the vacuum sealing bellows (for example, 65 kg f). / Cm 2 In this embodiment, the atmospheric pressure (1 kg
f / Cm 2 ), It is possible to calculate the extension of life by several tens of times. Therefore, it is possible to obtain an extremely reliable in-core structure support device that contributes to a significant improvement in the operating rate of the furnace as compared with the conventional case.

【0031】なお、大気解放口16の口径は、駆動用液
体12の漏れ量に対して十分に大きい値で開口され、漏
れ分による圧力上昇が発生しない構造に設計されている
ことは言うまでもない、また、漏れ液体が導かれる図示
しないタンクは、大気圧に保持された密閉のものであっ
て、直接、大気中へ放出するものではない。
Needless to say, the diameter of the atmosphere release port 16 is designed to have a sufficiently large value with respect to the amount of leakage of the driving liquid 12 so that the pressure does not increase due to the amount of leakage. Further, the tank (not shown) to which the leaked liquid is introduced is a closed tank which is kept at the atmospheric pressure and is not discharged directly into the atmosphere.

【0032】上述したように、本実施例の核融合装置の
炉内構造物支持装置5においては、ピストンロッド6を
二重筒構造にして、その外筒6bと内筒6aとの間に真
空封じ用ベローズ11を配設し、かつこの真空封じ用ベ
ローズ11とピストンロッド外筒6bとの空間域を大気
側に接続する管部を設けることにより、ピストン6を駆
動する加圧された駆動用液体12の流入域と、真空封じ
用ベローズ11の配設域とを分離し、真空封じ用ベロー
ズ11の反真空領域を大気に解放して、加圧された駆動
用液体12が直接、真空封じ用ベローズ11に作用する
ことのない構成としたものである。
As described above, in the reactor internal structure supporting device 5 of the nuclear fusion device of this embodiment, the piston rod 6 has a double cylinder structure, and a vacuum is provided between the outer cylinder 6b and the inner cylinder 6a. By arranging the sealing bellows 11 and providing a pipe portion that connects the space area between the vacuum sealing bellows 11 and the piston rod outer cylinder 6b to the atmosphere side, the pressurized driving drive of the piston 6 is performed. The inflow region of the liquid 12 and the disposition region of the vacuum sealing bellows 11 are separated, the anti-vacuum region of the vacuum sealing bellows 11 is opened to the atmosphere, and the pressurized driving liquid 12 is directly vacuum sealed. The bellows 11 does not act on the bellows 11.

【0033】従って、真空封じ用ベローズ11の寿命の
決定要因の一つである圧力による応力の発生値を大幅に
軽減することができ、他の寿命の決定要因である真空封
じ用ベローズ11の変位量による応力値(変わらないと
する)との合計値から算出される、真空封じ用ベローズ
11の寿命を大幅に延長することが可能となり、これに
より、炉の運転稼働率の大幅な向上に寄与する極めて信
頼性の高い炉内構造物支持装置5を得ることができる。
Therefore, it is possible to significantly reduce the stress generation value due to pressure, which is one of the determining factors of the life of the vacuum sealing bellows 11, and the displacement of the vacuum sealing bellows 11 which is another determining factor of the life. It is possible to significantly extend the life of the vacuum sealing bellows 11, which is calculated from the total value of the stress value (which does not change) depending on the amount, which contributes to a significant improvement in the operating rate of the furnace. It is possible to obtain the in-core structure supporting device 5 having extremely high reliability.

【0034】すなわち、前述した従来例のように、ピス
トン6の駆動用液体12が有する高い圧力が直接、真空
封じ用ベローズ11に作用することがないため、真空封
じ用ベローズ11の繰り返し伸縮による寿命を大幅に延
長することが可能となり、保守、点検回数の大幅な削減
や、必要駆動回数に対する安全率を大きくとることがで
きる。
That is, unlike the above-described conventional example, since the high pressure of the driving liquid 12 for the piston 6 does not directly act on the vacuum sealing bellows 11, the life of the vacuum sealing bellows 11 due to repeated expansion and contraction. Can be significantly extended, the number of maintenance and inspections can be significantly reduced, and a safety factor for the required number of drivings can be increased.

【0035】また、所定の固定力を得るために、駆動用
液体12の圧力を更に高めることも可能になり、これに
よって炉内構造物支持装置5のより一層の小型化が図れ
るなど、炉全体の小型化、運転稼働率の向上による経済
性および安全性の向上に、寄与するところが大きいもの
がある。尚、本発明は上記実施例に限定されるものでは
なく、次のようにしても同様に実施できる。
Further, in order to obtain a predetermined fixing force, it is possible to further increase the pressure of the driving liquid 12, and thereby the reactor internal structure supporting device 5 can be further downsized. There is a large contribution to the improvement of economic efficiency and safety by downsizing and improvement of operating rate. The present invention is not limited to the above embodiment, but can be implemented in the same manner as described below.

【0036】(a)上記実施例では、炉内構造物支持装
置を、核融合装置の炉内構造物支持装置に用いた場合に
ついて説明したが、これに限定されるものではなく、ピ
ストンとシリンダとベローズとから構成され、加圧され
た流体によって駆動されるような機構の全てについて、
本発明を同様に適用することが可能である。
(A) In the above embodiment, the case where the reactor internal structure supporting device is used for the reactor internal structure supporting device of the nuclear fusion device has been described, but the present invention is not limited to this, and the piston and the cylinder can be used. And all of the mechanism that consists of a bellows and is driven by a pressurized fluid,
The present invention can be similarly applied.

【0037】(b)上記実施例では、駆動用液体12と
して水を用い、またシールリング13としてマンガン青
銅を用いた場合について説明したが、これに限定される
ものではなく、その他のものを用いることも可能であ
る。
(B) In the above embodiment, the case where water is used as the driving liquid 12 and manganese bronze is used as the seal ring 13 has been described, but the present invention is not limited to this, and other materials are used. It is also possible.

【0038】(c)上記実施例では、ピストンの駆動用
流体として液体を用いた場合について説明したが、これ
に限定されるものではなく、その他の液体以外の流体を
用いるようにしてもよい。
(C) In the above embodiment, the case where the liquid is used as the fluid for driving the piston has been described, but the present invention is not limited to this, and a fluid other than the liquid may be used.

【0039】[0039]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、炉
内構造物支持装置本体を、ピストンとシリンダとコッタ
と真空封じ用のベローズとから構成し、ピストンを駆動
する加圧された駆動用流体の流入域と、真空封じ用ベロ
ーズの配設域とを分離し、真空封じ用ベローズの反真空
領域を大気に解放して、ピストン駆動用流体の圧力が真
空封じ用ベローズに直接作用しない構成としたので、ピ
ストンの駆動用流体の加圧力が直接、真空封じ用ベロー
ズに作用しないようにして、真空封じ用ベローズの繰り
返し伸縮による寿命を大幅に延長することができ、保
守、点検回数を大幅に削減して炉の運転稼働率を高める
ことが可能な極めて信頼性の高い核融合装置の炉内構造
物支持装置が提供できる。
As described above, according to the present invention, the main body of the reactor internal structure supporting device is composed of the piston, the cylinder, the cotter, and the bellows for vacuum sealing, and the pressurized drive for driving the piston. Separates the inflow area of the working fluid and the installation area of the vacuum sealing bellows, releases the anti-vacuum area of the vacuum sealing bellows to the atmosphere, and the pressure of the piston driving fluid does not act directly on the vacuum sealing bellows. Since it is configured so that the pressure of the piston driving fluid does not directly act on the vacuum sealing bellows, the life of the vacuum sealing bellows due to repeated expansion and contraction can be greatly extended, and the number of maintenance and inspections can be reduced. It is possible to provide a highly reliable internal structure support device for a nuclear fusion device capable of significantly reducing the operating rate of the reactor.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の核融合装置における炉内構造物支持装
置の一実施例を、コッタ引き抜き状態で示す断面図。
FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of a reactor internal structure supporting device in a nuclear fusion device of the present invention in a cotter-pulled-out state.

【図2】同実施例における炉内構造物支持装置の構成例
を、コッタ挿入時の状態を一部省略して示す断面図。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a configuration example of a reactor internal structure supporting device in the same embodiment, with a part of the state when a cotter is inserted being omitted.

【図3】一般的なトーラス核融合装置の炉内構造物の構
成例を示す断面図。
FIG. 3 is a sectional view showing a structural example of a reactor internal structure of a general torus fusion device.

【図4】核融合装置における従来の炉内構造物支持装置
の構成例を示す断面図。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a configuration example of a conventional in-core structure supporting device in a nuclear fusion device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…真空容器、3…セクター状の炉内構造物、5…炉内
構造物支持装置、6…ピストン、6a…ピストンロッ
ド、7…コッタ、10…シリンダ、11…真空封じ用ベ
ローズ、12…駆動用液体、13…シールリング、14
…第1の液体入口、15…第2の液体入口、16…大気
解放口。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Vacuum container, 3 ... Sector-shaped furnace internal structure, 5 ... Furnace internal structure support device, 6 ... Piston, 6a ... Piston rod, 7 ... Cotter, 10 ... Cylinder, 11 ... Vacuum sealing bellows, 12 ... Drive liquid, 13 ... Seal ring, 14
... first liquid inlet, 15 ... second liquid inlet, 16 ... atmosphere opening port.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 柴沼 清 茨城県那珂郡那珂町大字向山801番地の1 日本原子力研究所那珂研究所内 (72)発明者 渋井 正直 茨城県那珂郡那珂町大字向山801番地の1 日本原子力研究所那珂研究所内 (72)発明者 福島 久 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 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Kiyoshi Shiwanuma Kiyoshi Shimanuma No. 801, Mukayama, Naka-machi, Naka-gun, Naka-gun, Ibaraki Prefecture 1 of the Naka Research Institute, Japan Atomic Energy Research Institute (72) Makotoyama, Naka-machi, Naka-cho, Naka-gun, Ibaraki Prefecture No. 1 Inside the Naka Institute of Japan Atomic Energy Research Institute (72) Hisashi Fukushima 2-4 Suehiro-cho, Tsurumi-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Toshiba Keihin Office

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 プラズマを取り囲むドーナツ型の真空容
器に、当該真空容器の内面に配設されるセクター状の炉
内構造物を取付けるのに用いられる核融合装置の炉内構
造物支持装置において、 前記炉内構造物支持装置本体を、ピストンとシリンダと
コッタと真空封じ用のベローズとから構成し、 前記ピストンを駆動する加圧された駆動用流体の流入域
と、前記真空封じ用ベローズの配設域とを分離し、かつ
前記真空封じ用ベローズの反真空領域を大気に解放する
構成としたことを特徴とする核融合装置の炉内構造物支
持装置。
1. A reactor internal structure supporting device of a nuclear fusion device used for mounting a sector-shaped reactor internal structure arranged on an inner surface of a vacuum container of a donut type surrounding a plasma, The furnace internal structure support device main body is composed of a piston, a cylinder, a cotter, and a vacuum sealing bellows, and an inflow region of a pressurized drive fluid for driving the piston and an arrangement of the vacuum sealing bellows. A reactor internal structure support device for a nuclear fusion device, characterized in that it is configured so as to be separated from a site and to open the anti-vacuum region of the vacuum sealing bellows to the atmosphere.
【請求項2】 前記ピストンを駆動する加圧された駆動
用流体の流入域と、前記真空封じ用ベローズの配設域と
を分離し、かつ前記真空封じ用ベローズの反真空領域を
大気に解放する構成としては、前記ピストンロッドを二
重筒構造にして、その外筒と内筒との間に前記真空封じ
用ベローズを配設し、かつ前記真空封じ用ベローズと前
記ピストンロッドの外筒との空間域を大気側に接続する
管部を設けるようにしたことを特徴とする請求項1に記
載の核融合装置の炉内構造物支持装置。
2. The inflow region of the pressurized drive fluid for driving the piston and the disposition region of the vacuum sealing bellows are separated, and the anti-vacuum region of the vacuum sealing bellows is opened to the atmosphere. As the configuration, the piston rod has a double cylinder structure, the vacuum sealing bellows is disposed between the outer cylinder and the inner cylinder, and the vacuum sealing bellows and the outer cylinder of the piston rod are 2. The in-reactor structure support device for a nuclear fusion device according to claim 1, wherein a pipe portion is provided to connect the space region of the above to the atmosphere side.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101105793B1 (en) * 2009-12-28 2012-01-17 한국기초과학지원연구원 Shutter apparatus for vacuum vessel of tokamak

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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