JPH0949889A - 核融合装置及びその製造方法 - Google Patents
核融合装置及びその製造方法Info
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- JPH0949889A JPH0949889A JP7203506A JP20350695A JPH0949889A JP H0949889 A JPH0949889 A JP H0949889A JP 7203506 A JP7203506 A JP 7203506A JP 20350695 A JP20350695 A JP 20350695A JP H0949889 A JPH0949889 A JP H0949889A
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- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、真空容器の内壁を二重壁構造とし
たことにより、機械剛性を低下させることなく渦電流に
よる電磁力を低減し、且つ容易な加熱冷却を実現するこ
とを目的とする。 【構成】 プラズマを封じ込めるための真空容器を有す
る核融合装置において、真空容器が、壁が内壁（１１）
及び外壁（１２）をリブ（１３，１４）を介して連結固
定するように形成され、内壁及び外壁の間の空間に中性
子遮蔽体（３）を配置し、且つ内壁を薄板二重壁で形成
し、当該薄板二重壁の空間部に冷却媒体流路及び加熱媒
体流路（１８）を設けてなる核融合装置及びその製造方
法である。
たことにより、機械剛性を低下させることなく渦電流に
よる電磁力を低減し、且つ容易な加熱冷却を実現するこ
とを目的とする。 【構成】 プラズマを封じ込めるための真空容器を有す
る核融合装置において、真空容器が、壁が内壁（１１）
及び外壁（１２）をリブ（１３，１４）を介して連結固
定するように形成され、内壁及び外壁の間の空間に中性
子遮蔽体（３）を配置し、且つ内壁を薄板二重壁で形成
し、当該薄板二重壁の空間部に冷却媒体流路及び加熱媒
体流路（１８）を設けてなる核融合装置及びその製造方
法である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、プラズマを封じ込める
ための真空容器を有する核融合装置及びその製造方法に
係わり、特に真空容器の内壁を二重壁構造としたことに
より、機械剛性及び遮蔽性能を向上し得る核融合装置及
びその製造方法に関する。
ための真空容器を有する核融合装置及びその製造方法に
係わり、特に真空容器の内壁を二重壁構造としたことに
より、機械剛性及び遮蔽性能を向上し得る核融合装置及
びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】図４はトカマク型核融合装置の右半部の
構成を示す縦断面図である。真空容器１はプラズマ２を
封じ込めるためのものであって、全体としてドーナツ状
に形成され、真空容器の内壁側にブランケット又は放射
線遮蔽体等（以下、中性子遮蔽体という）３が設置さ
れ、中性子遮蔽体３の内壁側に第一壁４が設置されてい
る。真空容器の外周には超電導トロイダル磁場コイル５
がトーラス状に放射状に配設され、トロイダル磁場コイ
ル５の外周の管軸方向に沿って超電導ポロイダル磁場コ
イルが配設され、これら全体がクライオスタット７の中
に収納されている。
構成を示す縦断面図である。真空容器１はプラズマ２を
封じ込めるためのものであって、全体としてドーナツ状
に形成され、真空容器の内壁側にブランケット又は放射
線遮蔽体等（以下、中性子遮蔽体という）３が設置さ
れ、中性子遮蔽体３の内壁側に第一壁４が設置されてい
る。真空容器の外周には超電導トロイダル磁場コイル５
がトーラス状に放射状に配設され、トロイダル磁場コイ
ル５の外周の管軸方向に沿って超電導ポロイダル磁場コ
イルが配設され、これら全体がクライオスタット７の中
に収納されている。
【０００３】さらに、前記真空容器１及び第一壁４には
図示しない高真空を得るための加熱（ベーキング）用媒
体流路配管及びプラズマによる負荷熱又は核発熱の冷却
用媒体流路配管が付設されている。
図示しない高真空を得るための加熱（ベーキング）用媒
体流路配管及びプラズマによる負荷熱又は核発熱の冷却
用媒体流路配管が付設されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら以上のよ
うな核融合装置では、機械剛性の向上を図るには真空容
器１の板厚を厚くした方がよいが、板厚を厚くすると、
トロイダル方向に沿って一周した面の電気抵抗が小さく
なり、プラズマ消滅時に発生する渦電流及びそれに伴う
電磁力を増大させる問題がある。
うな核融合装置では、機械剛性の向上を図るには真空容
器１の板厚を厚くした方がよいが、板厚を厚くすると、
トロイダル方向に沿って一周した面の電気抵抗が小さく
なり、プラズマ消滅時に発生する渦電流及びそれに伴う
電磁力を増大させる問題がある。
【０００５】一方、この電磁力を低減させるために板厚
を薄くして電気抵抗を大きくすると、機械剛性を低下さ
せてしまうという問題がある。また、プラズマによる熱
負荷を除去するための冷却や、高真空を得るための加熱
が必要であり、冷却用の冷却媒体流路及び加熱用の加熱
媒体流路を設ける必要がある。
を薄くして電気抵抗を大きくすると、機械剛性を低下さ
せてしまうという問題がある。また、プラズマによる熱
負荷を除去するための冷却や、高真空を得るための加熱
が必要であり、冷却用の冷却媒体流路及び加熱用の加熱
媒体流路を設ける必要がある。
【０００６】さらに、重水素あるいは三重水素を燃料と
するプラズマ燃焼による炉運転を行うと、プラズマによ
り発生した高エネルギーの中性子が真空容器１に入射
し、真空容器材料が放射化される。この種の真空容器材
料に用いられる機械的強度の高いステンレス鋼やインコ
ネルなどは、放射化レベルが炉停止後から一年以上経過
した後でも人間の接近を許容し得ないレベルとなる問題
がある。
するプラズマ燃焼による炉運転を行うと、プラズマによ
り発生した高エネルギーの中性子が真空容器１に入射
し、真空容器材料が放射化される。この種の真空容器材
料に用いられる機械的強度の高いステンレス鋼やインコ
ネルなどは、放射化レベルが炉停止後から一年以上経過
した後でも人間の接近を許容し得ないレベルとなる問題
がある。
【０００７】一方、炉コンポーネントは、故障の際に、
図５の平面図に示すように、真空容器１をセクタ状に切
断する必要がある。このとき、切断及び分解作業は、人
間の接近が不可能なため、遠隔操作により行われる。し
かし、真空容器１の分割部の切断や再溶接作業は高度な
熟練を要するため、遠隔操作による作業技術が未だ確立
されていない。従って、真空容器１の故障の際には、修
理のための対応が取れず、長時間待機するか、又は装置
を放棄せざるを得ないという問題がある。
図５の平面図に示すように、真空容器１をセクタ状に切
断する必要がある。このとき、切断及び分解作業は、人
間の接近が不可能なため、遠隔操作により行われる。し
かし、真空容器１の分割部の切断や再溶接作業は高度な
熟練を要するため、遠隔操作による作業技術が未だ確立
されていない。従って、真空容器１の故障の際には、修
理のための対応が取れず、長時間待機するか、又は装置
を放棄せざるを得ないという問題がある。
【０００８】本発明は上記実情を考慮してなされたもの
で、真空容器の内壁を二重壁構造としたことにより、機
械剛性を低下させることなく渦電流による電磁力を低減
し、且つ容易な加熱冷却を実現し得る核融合装置及びそ
の製造方法を提供することを目的とする。
で、真空容器の内壁を二重壁構造としたことにより、機
械剛性を低下させることなく渦電流による電磁力を低減
し、且つ容易な加熱冷却を実現し得る核融合装置及びそ
の製造方法を提供することを目的とする。
【０００９】また、本発明の他の目的は、真空容器の放
射化レベルを低減させることにより、故障に伴う切断、
分解及び再組立の作業の際に、作業者による接近作業を
実行し得る核融合装置及びその製造方法を提供すること
にある。
射化レベルを低減させることにより、故障に伴う切断、
分解及び再組立の作業の際に、作業者による接近作業を
実行し得る核融合装置及びその製造方法を提供すること
にある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】請求項１に対応する発明
は、プラズマを封じ込めるための真空容器を有する核融
合装置において、前記真空容器が、壁が内壁及び外壁を
リブを介して連結固定するように形成され、前記内壁及
び前記外壁の間の空間に中性子遮蔽体を配置し、且つ前
記内壁を薄板二重壁で形成し、当該薄板二重壁の空間部
に冷却媒体流路及び加熱媒体流路を設けてなる核融合装
置である。
は、プラズマを封じ込めるための真空容器を有する核融
合装置において、前記真空容器が、壁が内壁及び外壁を
リブを介して連結固定するように形成され、前記内壁及
び前記外壁の間の空間に中性子遮蔽体を配置し、且つ前
記内壁を薄板二重壁で形成し、当該薄板二重壁の空間部
に冷却媒体流路及び加熱媒体流路を設けてなる核融合装
置である。
【００１１】また、請求項２に対応する発明は、請求項
１に対応する核融合装置において、前記真空容器の内壁
が、前記薄板二重壁を形成するために第１及び第２の薄
板が波板を挟持し、且つ当該波板と前記第１及び第２の
薄板とを接合してなる核融合装置である。
１に対応する核融合装置において、前記真空容器の内壁
が、前記薄板二重壁を形成するために第１及び第２の薄
板が波板を挟持し、且つ当該波板と前記第１及び第２の
薄板とを接合してなる核融合装置である。
【００１２】さらに、請求項３に対応する発明は、請求
項１に対応する核融合装置において、前記真空容器の内
壁が、前記薄板二重壁を形成するためにポロイダル方向
に略平行に複数の隔壁を有する第１及び第２の隔壁付薄
板をその隔壁面を対向させるように重ね、且つ前記第１
及び第２の隔壁付薄板の隔壁を互いに接合してなる核融
合装置である。
項１に対応する核融合装置において、前記真空容器の内
壁が、前記薄板二重壁を形成するためにポロイダル方向
に略平行に複数の隔壁を有する第１及び第２の隔壁付薄
板をその隔壁面を対向させるように重ね、且つ前記第１
及び第２の隔壁付薄板の隔壁を互いに接合してなる核融
合装置である。
【００１３】また、請求項４に対応する発明は、請求項
１に対応する核融合装置において、前記真空容器の内壁
が、前記薄板二重壁を形成するためにポロイダル方向に
略平行に複数の隔壁を有する隔壁付薄板の各隔壁と他の
薄板とを重ねて接合してなる核融合装置である。
１に対応する核融合装置において、前記真空容器の内壁
が、前記薄板二重壁を形成するためにポロイダル方向に
略平行に複数の隔壁を有する隔壁付薄板の各隔壁と他の
薄板とを重ねて接合してなる核融合装置である。
【００１４】さらに、請求項５に対応する発明は、請求
項３又は請求項４に対応する核融合装置を製造する製造
方法において、前記薄板二重壁を形成する際に、当該２
つの薄板を同時に成形及び接合する熱間圧延工程を含ん
でいる核融合装置の製造方法である。
項３又は請求項４に対応する核融合装置を製造する製造
方法において、前記薄板二重壁を形成する際に、当該２
つの薄板を同時に成形及び接合する熱間圧延工程を含ん
でいる核融合装置の製造方法である。
【００１５】
【作用】従って、請求項１に対応する発明は以上のよう
な手段を講じたことにより、真空容器の内壁及び外壁を
リブを介して連結固定するように形成し、内壁及び外壁
の間の空間に中性子遮蔽体を配置し、且つ内壁を薄板二
重壁で形成し、当該薄板二重壁の空間部に冷却媒体流路
及び加熱媒体流路を設けた構成としたので、機械剛性を
低下させることなく渦電流による電磁力を低減し、且つ
容易な加熱冷却を実現することができることに加え、薄
板二重壁の形成による軽量化で真空容器の放射化レベル
を低減させ、故障に伴う切断、分解及び再組立の作業の
際に、作業者による接近作業を実行することができる。
な手段を講じたことにより、真空容器の内壁及び外壁を
リブを介して連結固定するように形成し、内壁及び外壁
の間の空間に中性子遮蔽体を配置し、且つ内壁を薄板二
重壁で形成し、当該薄板二重壁の空間部に冷却媒体流路
及び加熱媒体流路を設けた構成としたので、機械剛性を
低下させることなく渦電流による電磁力を低減し、且つ
容易な加熱冷却を実現することができることに加え、薄
板二重壁の形成による軽量化で真空容器の放射化レベル
を低減させ、故障に伴う切断、分解及び再組立の作業の
際に、作業者による接近作業を実行することができる。
【００１６】また、請求項２に対応する発明は、薄板二
重壁を形成するために第１及び第２の薄板が波板を挟持
しているので、請求項１に対応する作用に加え、一層機
械剛性の向上を図ることができる。
重壁を形成するために第１及び第２の薄板が波板を挟持
しているので、請求項１に対応する作用に加え、一層機
械剛性の向上を図ることができる。
【００１７】さらに、請求項３に対応する発明は、薄板
二重壁を形成するためにポロイダル方向に略平行に複数
の隔壁を有する第１及び第２の隔壁付薄板をその隔壁面
を対向させるように重ね、且つ第１及び第２の隔壁付薄
板の隔壁を互いに接合しているので、請求項１に対応す
る作用に加え、内壁の断面の中央に接合面を配置して曲
げ応力が該接合面に加わらないようにするので、接合面
の耐久性を向上させることができる。
二重壁を形成するためにポロイダル方向に略平行に複数
の隔壁を有する第１及び第２の隔壁付薄板をその隔壁面
を対向させるように重ね、且つ第１及び第２の隔壁付薄
板の隔壁を互いに接合しているので、請求項１に対応す
る作用に加え、内壁の断面の中央に接合面を配置して曲
げ応力が該接合面に加わらないようにするので、接合面
の耐久性を向上させることができる。
【００１８】また、請求項４に対応する発明は、薄板二
重壁を形成するためにポロイダル方向に略平行に複数の
隔壁を有する隔壁付薄板の各隔壁と他の薄板とを重ねて
接合しているので、請求項１に対応する作用に加え、簡
易な構成で実現することができる。
重壁を形成するためにポロイダル方向に略平行に複数の
隔壁を有する隔壁付薄板の各隔壁と他の薄板とを重ねて
接合しているので、請求項１に対応する作用に加え、簡
易な構成で実現することができる。
【００１９】さらに、請求項５に対応する発明は、請求
項３又は請求項４に対応する薄板二重壁を形成する際
に、当該２つの薄板を同時に成形及び接合する熱間圧延
工程を含んでいるので、請求項３又は請求項４に対応す
る作用に加え、接合面の残留歪を少なくでき、より一層
機械剛性を向上させることができる。
項３又は請求項４に対応する薄板二重壁を形成する際
に、当該２つの薄板を同時に成形及び接合する熱間圧延
工程を含んでいるので、請求項３又は請求項４に対応す
る作用に加え、接合面の残留歪を少なくでき、より一層
機械剛性を向上させることができる。
【００２０】
【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。図１は本発明の第１の実施例に係る核融合
装置に適用される真空容器の壁の一部を断面して示す拡
大斜視図であり、図４と同一部分には同一符号を付して
その詳しい説明は省略し、ここでは異なる部分について
のみ説明する。
て説明する。図１は本発明の第１の実施例に係る核融合
装置に適用される真空容器の壁の一部を断面して示す拡
大斜視図であり、図４と同一部分には同一符号を付して
その詳しい説明は省略し、ここでは異なる部分について
のみ説明する。
【００２１】すなわち、本実施例装置は、プラズマを封
じ込めるための真空容器の機械剛性及び遮蔽性能を向上
させたものであって、具体的には、真空容器の壁が内壁
（第一壁）１１及び外壁１２をリブを介して連結固定す
るように形成されている。
じ込めるための真空容器の機械剛性及び遮蔽性能を向上
させたものであって、具体的には、真空容器の壁が内壁
（第一壁）１１及び外壁１２をリブを介して連結固定す
るように形成されている。
【００２２】ここで、リブは、トロイダル方向に略平行
に配設された複数のトロイダルリブ１３と、ポロイダル
方向に略平行に配設された複数のポロイダルリブ１４と
からなる。各リブ１３，１４、内壁１１及び外壁１２に
囲まれた空間には中性子遮蔽体３が充填されている。
に配設された複数のトロイダルリブ１３と、ポロイダル
方向に略平行に配設された複数のポロイダルリブ１４と
からなる。各リブ１３，１４、内壁１１及び外壁１２に
囲まれた空間には中性子遮蔽体３が充填されている。
【００２３】中性子遮蔽体３は、例えば水又はボロン水
が使用可能であり、図示しない循環器により循環されて
真空容器の核発熱を冷却している。内壁１１は、一方向
から見た断面形状が波状に形成された波板１５を第１及
び第２の薄板１６，１７が挟持し、且つ波板１５と第１
及び第２の薄板１６，１７とを接合した薄板二重壁とし
て形成され、薄板二重壁の空間部に冷却媒体流路及び加
熱媒体流路としての冷却・加熱媒体流路１８が設けられ
ている。なお、波板１５と各薄板１６，１７との接合に
は、溶接、ろう付け又は拡散接合が使用可能である。
が使用可能であり、図示しない循環器により循環されて
真空容器の核発熱を冷却している。内壁１１は、一方向
から見た断面形状が波状に形成された波板１５を第１及
び第２の薄板１６，１７が挟持し、且つ波板１５と第１
及び第２の薄板１６，１７とを接合した薄板二重壁とし
て形成され、薄板二重壁の空間部に冷却媒体流路及び加
熱媒体流路としての冷却・加熱媒体流路１８が設けられ
ている。なお、波板１５と各薄板１６，１７との接合に
は、溶接、ろう付け又は拡散接合が使用可能である。
【００２４】また、真空容器材料としては、アルミ合金
やチタン合金等の軽量・高強度の低放射化材が使用可能
であり、ここではアルミ６％、バナジウム４％を含有
し、軽量でステンレス鋼やインコネル材と同等の機械強
度及び高い電気抵抗率を有するチタン合金（Ｔｉ−６Ａ
ｌ−４Ｖ合金）を使用している。
やチタン合金等の軽量・高強度の低放射化材が使用可能
であり、ここではアルミ６％、バナジウム４％を含有
し、軽量でステンレス鋼やインコネル材と同等の機械強
度及び高い電気抵抗率を有するチタン合金（Ｔｉ−６Ａ
ｌ−４Ｖ合金）を使用している。
【００２５】次に、以上のように構成された核融合装置
の作用を説明する。真空容器は、内壁１１及び外壁１２
を互いに略直交するトロイダルリブ１３及びポロイダル
リブ１４によって連結しているので、真空容器壁を厚板
で形成した場合に比べ、全体的にほぼ同等の機械剛性を
有するにもかかわらず、内壁１１及び外壁１２を薄板と
することができる。
の作用を説明する。真空容器は、内壁１１及び外壁１２
を互いに略直交するトロイダルリブ１３及びポロイダル
リブ１４によって連結しているので、真空容器壁を厚板
で形成した場合に比べ、全体的にほぼ同等の機械剛性を
有するにもかかわらず、内壁１１及び外壁１２を薄板と
することができる。
【００２６】また、内壁１１は薄板二重壁構造としたの
で、一枚板に比べて部分的な機械剛性を低下させずに、
薄板１６，１７により作成することができる。このた
め、真空容器の内壁１１においては、トロイダル方向に
沿って一周した面の電気抵抗を高くすることができ、も
って、機械剛性を低下させることなく渦電流による電磁
力を低減させることができる。
で、一枚板に比べて部分的な機械剛性を低下させずに、
薄板１６，１７により作成することができる。このた
め、真空容器の内壁１１においては、トロイダル方向に
沿って一周した面の電気抵抗を高くすることができ、も
って、機械剛性を低下させることなく渦電流による電磁
力を低減させることができる。
【００２７】また、真空容器は材料がチタン合金（Ｔｉ
−６Ａｌ−４Ｖ合金）であるため、より一層、軽量、高
機械強度及び高電気抵抗率を実現することができる。さ
らに、真空容器壁が薄板１６，１７，１２から形成され
るので、軽量化を図ることができると共に、軽量化に伴
って、現地組立や輸送を容易化でき、且つ放射化レベル
を低下させることができる。このように放射化レベルを
低下させることにより、故障に伴う切断、分解及び再組
立の作業の際に、作業者による接近作業を実行すること
ができる。
−６Ａｌ−４Ｖ合金）であるため、より一層、軽量、高
機械強度及び高電気抵抗率を実現することができる。さ
らに、真空容器壁が薄板１６，１７，１２から形成され
るので、軽量化を図ることができると共に、軽量化に伴
って、現地組立や輸送を容易化でき、且つ放射化レベル
を低下させることができる。このように放射化レベルを
低下させることにより、故障に伴う切断、分解及び再組
立の作業の際に、作業者による接近作業を実行すること
ができる。
【００２８】一方、内壁１１は空間部に冷却・加熱媒体
流路１８を設けているので、別途複雑な配管を設けるこ
となく、容易に内壁（第一壁）１１の冷却や高真空を得
るためのベーキングを行うことができる。また、真空容
器内に冷却用配管や加熱用配管を設けないので、作業性
の悪い現地における溶接、切断等の作業性及び信頼性を
向上させることができる。
流路１８を設けているので、別途複雑な配管を設けるこ
となく、容易に内壁（第一壁）１１の冷却や高真空を得
るためのベーキングを行うことができる。また、真空容
器内に冷却用配管や加熱用配管を設けないので、作業性
の悪い現地における溶接、切断等の作業性及び信頼性を
向上させることができる。
【００２９】なお、外壁１２は、内壁１１と同様に、薄
板二重壁構造として２枚の薄板を用いて形成可能であ
る。しかしながら、外壁１２は中性子遮蔽体３で遮蔽さ
れており、且つもともと内壁１１に比べて放射能レベル
が低く、熱負荷が小さい等の理由により、性能上の要求
度が低い部材となっている。従って、外壁１２は、二重
壁構造にしたと仮定した際に、二重壁構造による利点よ
りも一枚板に比べて構造が複雑になるという製作上の欠
点の方が大きくなるため、一枚板としている。
板二重壁構造として２枚の薄板を用いて形成可能であ
る。しかしながら、外壁１２は中性子遮蔽体３で遮蔽さ
れており、且つもともと内壁１１に比べて放射能レベル
が低く、熱負荷が小さい等の理由により、性能上の要求
度が低い部材となっている。従って、外壁１２は、二重
壁構造にしたと仮定した際に、二重壁構造による利点よ
りも一枚板に比べて構造が複雑になるという製作上の欠
点の方が大きくなるため、一枚板としている。
【００３０】次に、本発明の第２の実施例に係る核融合
装置について図面を用いて説明する。図２はこの核融合
装置に適用される真空容器の壁のうちの内壁の一部を断
面して示す拡大斜視図であり、図１と同一部分には同一
符号を付し、ほぼ同一部分にはｓの添字を付してその詳
しい説明は省略し、ここでは異なる部分についてのみ述
べる。
装置について図面を用いて説明する。図２はこの核融合
装置に適用される真空容器の壁のうちの内壁の一部を断
面して示す拡大斜視図であり、図１と同一部分には同一
符号を付し、ほぼ同一部分にはｓの添字を付してその詳
しい説明は省略し、ここでは異なる部分についてのみ述
べる。
【００３１】すなわち、本実施例装置は、図１に示す装
置に比べて異なる部材を用いて内壁１１における薄板二
重壁構造を実現したものであって、具体的には、波板１
５、第１及び第２の薄板１６，１７に代えて、ポロイダ
ル方向に略平行に複数の隔壁２１ａ，２２ａを有する第
１及び第２の隔壁付薄板２１，２２をその隔壁面を対向
させるように重ね、且つ第１及び第２の隔壁付薄板２
１，２２の各隔壁２１ａ，２２ａを互いに接合して内壁
１１ｓを構成している。
置に比べて異なる部材を用いて内壁１１における薄板二
重壁構造を実現したものであって、具体的には、波板１
５、第１及び第２の薄板１６，１７に代えて、ポロイダ
ル方向に略平行に複数の隔壁２１ａ，２２ａを有する第
１及び第２の隔壁付薄板２１，２２をその隔壁面を対向
させるように重ね、且つ第１及び第２の隔壁付薄板２
１，２２の各隔壁２１ａ，２２ａを互いに接合して内壁
１１ｓを構成している。
【００３２】なお、第１及び第２の隔壁付薄板２１，２
２の成形方法としては、例えば機械加工による方法と、
短尺の厚板に溝を機械加工した後に当該厚板を熱間圧延
で所定の隔壁２１ａ，２２ａを有する隔壁付薄板２１，
２２に成形する方法がある。
２の成形方法としては、例えば機械加工による方法と、
短尺の厚板に溝を機械加工した後に当該厚板を熱間圧延
で所定の隔壁２１ａ，２２ａを有する隔壁付薄板２１，
２２に成形する方法がある。
【００３３】また、前述同様に、短尺の２枚の厚板にそ
れぞれ溝を機械加工した後、当該各厚板を互いに隔壁が
合わさるように重ねて熱間圧延して所定の隔壁２１ａ，
２２ａの成形と拡散接合とを同時に行う方法がある。こ
の方法によれば、隔壁付薄板２１，２２の成形と拡散接
合とが同時に熱間で行われるので、接合面２３の残留歪
みを低減させて強度上の信頼性を向上でき、しかも、製
造コストを低減させることができる。
れぞれ溝を機械加工した後、当該各厚板を互いに隔壁が
合わさるように重ねて熱間圧延して所定の隔壁２１ａ，
２２ａの成形と拡散接合とを同時に行う方法がある。こ
の方法によれば、隔壁付薄板２１，２２の成形と拡散接
合とが同時に熱間で行われるので、接合面２３の残留歪
みを低減させて強度上の信頼性を向上でき、しかも、製
造コストを低減させることができる。
【００３４】なお、他にも、溶接、ろう付け、ＨＩＰ
（Hot Isostatically Pressing）装置等による拡散接合
等の冶金接合が適用可能である。いずれにしても、本実
施例装置では、内壁１１ｓの断面の中央に接合面２３を
配置して曲げ応力が該接合面２３に加わらないようにす
るので、第１の実施例の効果に加え、接合面の耐久性を
向上させることができる。
（Hot Isostatically Pressing）装置等による拡散接合
等の冶金接合が適用可能である。いずれにしても、本実
施例装置では、内壁１１ｓの断面の中央に接合面２３を
配置して曲げ応力が該接合面２３に加わらないようにす
るので、第１の実施例の効果に加え、接合面の耐久性を
向上させることができる。
【００３５】次に、本発明の第３の実施例に係る核融合
装置について図面を用いて説明する。図３はこの核融合
装置に適用される真空容器の壁のうちの内壁の一部を断
面して示す拡大斜視図であり、図１と同一部分には同一
符号を付し、ほぼ同一部分にはｓの添字を付してその詳
しい説明は省略し、ここでは異なる部分について説明す
る。
装置について図面を用いて説明する。図３はこの核融合
装置に適用される真空容器の壁のうちの内壁の一部を断
面して示す拡大斜視図であり、図１と同一部分には同一
符号を付し、ほぼ同一部分にはｓの添字を付してその詳
しい説明は省略し、ここでは異なる部分について説明す
る。
【００３６】すなわち、本実施例装置は、図１に示す装
置に比べて異なる部材を用いて内壁１１における薄板二
重壁構造を実現したものであって、具体的には、波板１
５、第１及び第２の薄板１６，１７に代えて、ポロイダ
ル方向に略平行に複数の隔壁３１ａを有する隔壁付薄板
３１の各隔壁３１ａと他の薄板３２とを重ねて接合して
内壁１１ｓを構成している。
置に比べて異なる部材を用いて内壁１１における薄板二
重壁構造を実現したものであって、具体的には、波板１
５、第１及び第２の薄板１６，１７に代えて、ポロイダ
ル方向に略平行に複数の隔壁３１ａを有する隔壁付薄板
３１の各隔壁３１ａと他の薄板３２とを重ねて接合して
内壁１１ｓを構成している。
【００３７】ここで、各隔壁３１ａを有するように溝が
機械加工された短尺の厚板と、単なる矩形断面形状を有
する短尺の厚板とを重ねて熱間圧延することにより、前
述した隔壁付薄板３１と薄板３２との成形及び拡散接合
を同時に行うことができる。これにより、第２の実施例
と同様に、第１の実施例の効果に加え、接合面３３の残
留歪みを低減させて強度上の信頼性を向上でき、しか
も、第２の実施例よりも簡易な構成であるため、一層製
造コストを低減させることができる。
機械加工された短尺の厚板と、単なる矩形断面形状を有
する短尺の厚板とを重ねて熱間圧延することにより、前
述した隔壁付薄板３１と薄板３２との成形及び拡散接合
を同時に行うことができる。これにより、第２の実施例
と同様に、第１の実施例の効果に加え、接合面３３の残
留歪みを低減させて強度上の信頼性を向上でき、しか
も、第２の実施例よりも簡易な構成であるため、一層製
造コストを低減させることができる。
【００３８】また、前述同様に、接合においては、他に
も、溶接、ろう付け、ＨＩＰ装置等による拡散接合等の
冶金接合が適用可能である。なお、上記第１の実施例で
は、波板１５を第１及び第２の薄板１６，１７が挟持し
た場合について説明したが、これに限らず、波板１５に
代えて媒体流路としての角パイプ又は丸パイプを第１及
び第２の薄板１６，１７が挟持して冷却・加熱媒体流路
１８を設けるようにしても、本発明を同様に実施して同
様の効果を得ることができる。
も、溶接、ろう付け、ＨＩＰ装置等による拡散接合等の
冶金接合が適用可能である。なお、上記第１の実施例で
は、波板１５を第１及び第２の薄板１６，１７が挟持し
た場合について説明したが、これに限らず、波板１５に
代えて媒体流路としての角パイプ又は丸パイプを第１及
び第２の薄板１６，１７が挟持して冷却・加熱媒体流路
１８を設けるようにしても、本発明を同様に実施して同
様の効果を得ることができる。
【００３９】また、上記第２及び第３の実施例では、溝
の形状を矩形とした場合について説明したが、これに限
らず、溝の形状を台形、半円形又は半楕円形等の任意形
状としても、本発明を同様に実施して同様の効果を得る
ことができる。その他、本発明はその要旨を逸脱しない
範囲で種々変形して実施できる。
の形状を矩形とした場合について説明したが、これに限
らず、溝の形状を台形、半円形又は半楕円形等の任意形
状としても、本発明を同様に実施して同様の効果を得る
ことができる。その他、本発明はその要旨を逸脱しない
範囲で種々変形して実施できる。
【００４０】
【発明の効果】以上説明したように請求項１の発明によ
れば、真空容器の内壁及び外壁をリブを介して連結固定
するように形成し、内壁及び外壁の間の空間に中性子遮
蔽体を配置し、且つ内壁を薄板二重壁で形成し、当該薄
板二重壁の空間部に冷却媒体流路及び加熱媒体流路を設
けた構成としたので、機械剛性を低下させることなく渦
電流による電磁力を低減し、且つ容易な加熱冷却を実現
できることに加え、薄板二重壁の形成による軽量化で真
空容器の放射化レベルを低減させ、故障に伴う切断、分
解及び再組立の作業の際に、作業者による接近作業を実
行できる核融合装置を提供できる。
れば、真空容器の内壁及び外壁をリブを介して連結固定
するように形成し、内壁及び外壁の間の空間に中性子遮
蔽体を配置し、且つ内壁を薄板二重壁で形成し、当該薄
板二重壁の空間部に冷却媒体流路及び加熱媒体流路を設
けた構成としたので、機械剛性を低下させることなく渦
電流による電磁力を低減し、且つ容易な加熱冷却を実現
できることに加え、薄板二重壁の形成による軽量化で真
空容器の放射化レベルを低減させ、故障に伴う切断、分
解及び再組立の作業の際に、作業者による接近作業を実
行できる核融合装置を提供できる。
【００４１】また、請求項２の発明によれば、薄板二重
壁を形成するために第１及び第２の薄板が波板を挟持し
ているので、請求項１の効果に加え、一層機械剛性の向
上を図り得る核融合装置を提供できる。
壁を形成するために第１及び第２の薄板が波板を挟持し
ているので、請求項１の効果に加え、一層機械剛性の向
上を図り得る核融合装置を提供できる。
【００４２】さらに、請求項３の発明によれば、薄板二
重壁を形成するためにポロイダル方向に略平行に複数の
隔壁を有する第１及び第２の隔壁付薄板をその隔壁面を
対向させるように重ね、且つ第１及び第２の隔壁付薄板
の隔壁を互いに接合しているので、請求項１の効果に加
え、断面の中央に接合面を配置して曲げ応力が該接合面
に加わらないようにするので、接合面の耐久性を向上で
きる核融合装置を提供できる。
重壁を形成するためにポロイダル方向に略平行に複数の
隔壁を有する第１及び第２の隔壁付薄板をその隔壁面を
対向させるように重ね、且つ第１及び第２の隔壁付薄板
の隔壁を互いに接合しているので、請求項１の効果に加
え、断面の中央に接合面を配置して曲げ応力が該接合面
に加わらないようにするので、接合面の耐久性を向上で
きる核融合装置を提供できる。
【００４３】また、請求項４の発明によれば、薄板二重
壁を形成するためにポロイダル方向に略平行に複数の隔
壁を有する隔壁付薄板の各隔壁と他の薄板とを重ねて接
合しているので、請求項１の効果に加え、簡易な構成で
実現できる核融合装置を提供できる。
壁を形成するためにポロイダル方向に略平行に複数の隔
壁を有する隔壁付薄板の各隔壁と他の薄板とを重ねて接
合しているので、請求項１の効果に加え、簡易な構成で
実現できる核融合装置を提供できる。
【００４４】さらに、請求項５の発明によれば、請求項
３又は請求項４の薄板二重壁を形成する際に、当該２つ
の薄板を同時に成形及び接合する熱間圧延工程を含んで
いるので、請求項３又は請求項４に対応する効果に加
え、接合面の残留歪を少なくでき、より一層機械剛性を
向上できる核融合装置の製造方法を提供できる。
３又は請求項４の薄板二重壁を形成する際に、当該２つ
の薄板を同時に成形及び接合する熱間圧延工程を含んで
いるので、請求項３又は請求項４に対応する効果に加
え、接合面の残留歪を少なくでき、より一層機械剛性を
向上できる核融合装置の製造方法を提供できる。
【図１】本発明の第１の実施例に係る核融合装置に適用
される真空容器の壁の一部を断面して示す拡大斜視図。
される真空容器の壁の一部を断面して示す拡大斜視図。
【図２】本発明の第２の実施例に係る核融合装置に適用
される真空容器の壁の一部を断面して示す拡大斜視図。
される真空容器の壁の一部を断面して示す拡大斜視図。
【図３】本発明の第３の実施例に係る核融合装置に適用
される真空容器の壁の一部を断面して示す拡大斜視図。
される真空容器の壁の一部を断面して示す拡大斜視図。
【図４】従来のトカマク型核融合装置の右半部の構成を
示す縦断面図。
示す縦断面図。
【図５】従来の真空容器の切断及び分解作業を説明する
ためのセクタ分割例を示す平面図。
ためのセクタ分割例を示す平面図。
３…中性子遮蔽体、１１，１１ｓ…内壁、１２…外壁、
１３…トロイダルリブ、１４…ポロイダルリブ、１５…
波板、１６…第１の薄板、１７…第２の薄板、１８，１
８ｓ…冷却・加熱媒体流路、２１ａ，２２ａ，３１ａ…
隔壁、２１…第１の隔壁付薄板、２２…第２の隔壁付薄
板、２３，３３…接合面、３１…隔壁付薄板、３２…薄
板。
１３…トロイダルリブ、１４…ポロイダルリブ、１５…
波板、１６…第１の薄板、１７…第２の薄板、１８，１
８ｓ…冷却・加熱媒体流路、２１ａ，２２ａ，３１ａ…
隔壁、２１…第１の隔壁付薄板、２２…第２の隔壁付薄
板、２３，３３…接合面、３１…隔壁付薄板、３２…薄
板。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 孝治 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 (72)発明者 喜多村 和憲 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 (72)発明者 内田 孝穂 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
Claims (5)
- 【請求項１】 プラズマを封じ込めるための真空容器を
有する核融合装置において、 前記真空容器は、壁が内壁及び外壁をリブを介して連結
固定するように形成され、前記内壁及び前記外壁の間の
空間に中性子遮蔽体を配置し、且つ前記内壁を薄板二重
壁で形成し、当該薄板二重壁の空間部に冷却媒体流路及
び加熱媒体流路を設けてなることを特徴とする核融合装
置。 - 【請求項２】 請求項１に記載の核融合装置において、 前記真空容器の内壁は、前記薄板二重壁を形成するため
に第１及び第２の薄板が波板を挟持し、且つ当該波板と
前記第１及び第２の薄板とを接合してなることを特徴と
する核融合装置。 - 【請求項３】 請求項１に記載の核融合装置において、 前記真空容器の内壁は、前記薄板二重壁を形成するため
にポロイダル方向に略平行に複数の隔壁を有する第１及
び第２の隔壁付薄板をその隔壁面を対向させるように重
ね、且つ前記第１及び第２の隔壁付薄板の隔壁を互いに
接合してなることを特徴とする核融合装置。 - 【請求項４】 請求項１に記載の核融合装置において、 前記真空容器の内壁は、前記薄板二重壁を形成するため
にポロイダル方向に略平行に複数の隔壁を有する隔壁付
薄板の各隔壁と他の薄板とを重ねて接合してなることを
特徴とする核融合装置。 - 【請求項５】 請求項３又は請求項４に記載の核融合装
置を製造する製造方法において、 前記薄板二重壁を形成する際に、当該２つの薄板を同時
に成形及び接合する熱間圧延工程を含んでいることを特
徴とする核融合装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7203506A JPH0949889A (ja) | 1995-08-09 | 1995-08-09 | 核融合装置及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7203506A JPH0949889A (ja) | 1995-08-09 | 1995-08-09 | 核融合装置及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0949889A true JPH0949889A (ja) | 1997-02-18 |
Family
ID=16475291
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7203506A Pending JPH0949889A (ja) | 1995-08-09 | 1995-08-09 | 核融合装置及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0949889A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6052424A (en) * | 1997-03-18 | 2000-04-18 | Japan Atomic Energy Research Institute | Method of welding for fabricating double-wall structures |
| CN113936817A (zh) * | 2021-10-14 | 2022-01-14 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 一种具有阻氚以及耐腐蚀功能的聚变堆包层流道结构 |
| CN115424742A (zh) * | 2022-09-19 | 2022-12-02 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 一种整体式屏蔽包层单元及用于聚变堆的屏蔽包层 |
-
1995
- 1995-08-09 JP JP7203506A patent/JPH0949889A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6052424A (en) * | 1997-03-18 | 2000-04-18 | Japan Atomic Energy Research Institute | Method of welding for fabricating double-wall structures |
| CN113936817A (zh) * | 2021-10-14 | 2022-01-14 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 一种具有阻氚以及耐腐蚀功能的聚变堆包层流道结构 |
| CN113936817B (zh) * | 2021-10-14 | 2024-03-22 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 一种具有阻氚以及耐腐蚀功能的聚变堆包层流道结构 |
| CN115424742A (zh) * | 2022-09-19 | 2022-12-02 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 一种整体式屏蔽包层单元及用于聚变堆的屏蔽包层 |
| CN115424742B (zh) * | 2022-09-19 | 2023-03-28 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 一种整体式屏蔽包层单元及用于聚变堆的屏蔽包层 |
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