JPH1020057A - クライオスタットの蓋部構造体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 核融合設備のクライオスタットの蓋部構造体
は、その構成部材を個々に取り外すことができず、この
ため、蓋部構造体の取り外しに際しては大型クレーンを
必要とするが、大型クレーンは建屋の制約等から設置で
きない場合が生じるという課題があった。 【解決手段】 胴部構造体２の上端開口に着脱可能に取
り付けられる蓋底板１１と、この蓋底板１１上の着脱可
能に取り付けられる複数の蓋補強用リブ１３と、蓋底板
１１上で蓋補強用リブ１３間に嵌脱可能に嵌め込まれる
中性子遮蔽用のコンクリートブロック１４Ａとによって
蓋部構造体１０を構成したものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、核融合炉や核融
合装置などのクライオスタットの蓋部構造体に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】図７は従来のクライオスタットを示す縦
断面図であり、図において、１は核融合炉や核融合装置
などの核融合設備のクライオスタット、２はこのクライ
オスタット１の円筒状をなした胴部構造体、３はこの胴
部構造体２の内側ライナー、４は前記胴部構造体２の外
側ライナー、５は前記内側ライナー３、外側ライナー４
間に間断的に配置された胴部補強用リブ、６は前記内側
ライナー３、外側ライナー４間に流し込み充填された中
性子遮蔽用のコンクリート、７は胴部構造体２の上端に
設けられた水平の胴側フランジであり、この胴側フラン
ジ７は内側ライナー３、外側ライナー４間の上端開口を
閉塞して外側ライナー４の径方向外方に突出している。

【０００３】従って、胴部構造体２は、円筒状の内側ラ
イナー３、外側ライナー４と胴部補強用リブ５とコンク
リート６と胴側フランジ７とから構成されており、その
胴部構造体２は床８に固定されて大型機器等を内蔵して
いる。

【０００４】１０は胴部構造体２の上端開口部を覆う蓋
部構造体、１１はこの蓋部構造体１０の内側ライナーで
ある内側蓋板（蓋底板）、１２は前記蓋部構造体１０の
外側ライナーである外側蓋板（蓋天板）であり、これら
の内側蓋板１１、外側蓋板１２はそれぞれ皿型曲面状に
形成されている。

【０００５】１３は内側蓋板１１、外側蓋板１２間に設
けられた複数の蓋補強用リブであり、これらの蓋補強用
リブ１３は内側蓋板１１、外側蓋板１２に溶接で一体結
合されている。１４は前記内側蓋板１１、外側蓋板１２
間に流し込み充填された中性子遮断用のコンクリート、
１５は蓋部構造体１０の下端に設けられた水平の蓋側フ
ランジであり、この蓋側フランジ１５は内側蓋板１１、
外側蓋板１２間の下端開口を閉塞して外側蓋板１２の径
方向外方に突出している。

【０００６】次に蓋部構造体１０の現地組立について説
明する。まず、蓋補強用リブ１３をリブ組立用の治具で
組み立て、次いで、その蓋補強用リブ１３の組立構体に
内側蓋板１１、外側蓋板１２を溶接接合した後、内側蓋
板１１、外側蓋板１２間の前記蓋補強用リブ１３間にコ
ンクリート１４を流し込み充填し、最後に内側蓋板１
１、外側蓋板１２間の開口端に蓋側フランジ１５を機械
加工することによって、蓋部構造体１０が現地で組み立
てられる。

【０００７】このようにして組み立てられた蓋部構造体
１０を胴部構造体２上に被せ、それらの蓋側フランジ１
５と胴側フランジ７とを気密状態にボルト等で締結する
ことによって、クライオスタット１が組み立てられる。

【０００８】そのクライオスタット１の組み立て又は内
部大型機器の取替えに際しては、胴部構造体２上の蓋部
構造体１０を大型クレーンで吊り下げて取り外してい
る。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】従来のクライオスタッ
トの蓋部構造体は以上のように構成されているので、内
側蓋板１１、外側蓋板１２と蓋補強用リブ１３およびコ
ンクリート１４のそれぞれを個々に取り外すことができ
ず、蓋部構造体１０の全体重量が大きく嵩むため、胴部
構造体２の内部大型機器の取替えに際しては大型クレー
ンで前記蓋部構造体１０を吊り下げて取り外さなければ
ならず、その取り外し作業がコスト高になるという課題
があった。このように蓋部構造体１０の取り外しに使用
するクレーンが大型であると、建屋の制約等から大型ク
レーンを設置できない場合も生じるという課題もあっ
た。

【００１０】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、蓋部構造体の構成部材である蓋底
板上から蓋補強用リブとコンクリートを個々に取り外す
ことができ、その取り外し後に蓋底板を小型のクレーン
で吊り下げて取り外すことができるクライオスタットの
蓋部構造体を得ることを目的とする。

【００１１】また、この発明は、コンクリートを細分化
状態にブロック化して当該コンクリートブロックの取り
付け取り外しが容易に行えるようにしたクライオスタッ
トの蓋部構造体を得ることを目的とする。

【００１２】さらに、この発明は、蓋底板上の蓋補強用
リブを部分的に取り外すことができるクライオスタット
の蓋部構造体を得ることを目的とする。

【００１３】さらに、この発明は、蓋底板上のコンクリ
ートブロックを一層容易に取り外すことができるクライ
オスタットの蓋部構造体を得ることを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明に係
るクライオスタットの蓋部構造体は、筒状の胴部構造体
の上端開口部に着脱可能に取り付けられる真空シール用
の蓋底板と、この蓋底板上に着脱可能に取り付けられる
複数の蓋補強用リブと、前記蓋底板上で前記蓋補強用リ
ブ間に嵌脱可能に嵌め込まれる中性子遮蔽用のコンクリ
ートブロックとから成るものである。

【００１５】請求項２記載の発明に係るクライオスタッ
トの蓋部構造体において、蓋補強用リブは蓋底板上に格
子状に配置されて上端が開口した複数の区画室を仕切り
形成し、該区画室のそれぞれに上方からコンクリートブ
ロックが嵌脱可能に嵌め込まれるようになっているもの
である。

【００１６】請求項３記載の発明に係るクライオスタッ
トの蓋部構造体において、蓋補強用リブは蓋底板上に所
定の間隔で着脱可能に平行配置され、それらの蓋補強用
リブ間にコンクリートブロックが嵌脱可能に嵌め込まれ
るようになっているものである。

【００１７】請求項４記載の発明に係るクライオスタッ
トの蓋部構造体において、蓋補強用リブは、蓋底板上に
一体結合された固定リブと、蓋底板上に着脱可能に取り
付けられる可動リブとから成っているものである。

【００１８】請求項５記載の発明に係るクライオスタッ
トの蓋部構造体において、蓋補強用リブ間に嵌め込まれ
たコンクリートブロックを蓋補強用リブよりも高く上方
に突出させた構成としたものである。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
説明する。 実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１によるク
ライオスタットを示す部分的断面図、図２は図１中の蓋
部構造体を一部分離して示す部分的な斜視図であり、図
７と同一または相当部分には同一符号を付して重複説明
を省略する。図１，２において、１１は蓋部構造体１０
における真空シール用の蓋底板であり、この蓋底板１１
は曲面状に形成され、その周縁部に蓋側フランジ１５を
有し、該蓋側フランジ１５にはボルト取付孔１５ａが設
けられている。

【００２０】１３は蓋底板１１上に配置された蓋補強用
リブであり、この蓋補強用リブ１３は、蓋底板１１上に
溶接等で一体結合された固定リブ１３Ａと、蓋底板１１
上に着脱可能に取り付けられる可動リブ１３Ｂとからな
り、それらの固定リブ１３Ａと可動リブ１３Ｂとを格子
状配置とすることにより、蓋底板１１上で複数の区画室
１３Ｃを仕切り形成した構成となっている。

【００２１】１３ａは可動リブ１３Ｂの下部に一体的に
設けられた下部取付片、１３ｂは可動リブ１３Ｂの両側
端部に一体的に設けられた端部取付片、１１ｂは蓋底板
１１上に突設されたスタットボルトである。

【００２２】ここで、蓋底板１１のスタットボルト１１
ｂに対して可動リブ１３Ｂの下部取付片１３ａに設けら
れた孔部を嵌め込んだ後、前記スタットボルト１１ｂに
ナット（図示せず）を螺合して緊締すると共に、前記可
動リブ１３Ｂの端部取付片１３ｂを固定リブ１３Ａにボ
ルト・ナットで締着固定することにより、前記可動リブ
１３Ｂは着脱可能に取り付けられている。

【００２３】１４Ａは前記区画室１３Ｃのそれぞれに嵌
脱可能に嵌め込まれる中性子遮蔽用のコンクリートブロ
ックであり、このコンクリートブロック１４Ａは、前記
区画室１３Ｃ内への嵌め込み時に該区画室１３Ｃを仕切
っている固定リブ１３Ａおよび可動リブ１３Ｂの上端よ
りも上方に高く突出する頭部１４Ｂを有している。２１
は蓋底板１１上における前記区画室１３Ｃ内の底部に必
要に応じて敷設されるγ線遮蔽材である。

【００２４】次に蓋部構造体１０の現地組立について説
明する。蓋底板１１上に蓋補強用の複数の固定リブ１３
Ａを平行配置状態に溶接して一体結合する。次いで、蓋
底板１１上の固定リブ１３Ａ間および蓋側フランジ１５
と固定リブ１３Ａとの間に可動リブ１３Ｂを上述の取付
け手段で着脱可能に取り付ける。その後、蓋底板１１上
の各区画室１３Ｃ内にコンクリートブロック１４Ａを個
別的に嵌め込むことにより、蓋部構造体１０が現地で組
み立てられる。

【００２５】このように現地で組み立てられた蓋部構造
体１０は胴部構造体２上に載置され、それらの蓋側フラ
ンジ１５と胴側フランジ７とをボルト・ナットで着脱可
能に締着固定することにより真空のクライオスタット１
が組み立てられる。なお、胴側フランジ７と蓋側フラン
ジ１５との間にはＯリングやリップシール等のシール機
構が設けられる。

【００２６】ここで、クライオスタット１は通常運転時
に外部が大気圧で且つ内部が真空状態であるため、１気
圧の外圧に対する強度が必要であるが、クライオスタッ
ト１の内部機器を交換する場合、該クライオスタット１
の内部は真空圧が開放されて大気圧となるため、真空圧
に対する強度は不要であり、蓋底板１１の自重に対する
強度のみを確保するリブがあればよい。従って、蓋補強
用リブ１３は、上述のように、蓋底板１１に一体結合さ
れた固定リブ１３Ａと取り外し可能な可動リブ１３Ｂと
に区別することができる。

【００２７】そこで、クライオスタット１内の大型機器
を交換するに際して蓋部構造体１０を取り外す場合、ま
ず、蓋底板１１上の各区画室１３Ｃ内からコンクリート
ブロック１４Ａを取り外した後、蓋底板１１に対する可
動リブ１３Ｂの締着を解除して当該可動リブ１３Ｂを取
り外す。

【００２８】このようにして、コンクリートブロック１
４Ａおよび可動リブ１３Ｂの全てが取り外された蓋底板
１１は重量が軽くなるため、建屋等の制約を受けない小
型のクレーンで前記蓋底板１１を吊り下げて容易に取り
外すことができる。

【００２９】実施の形態２．図３はこの発明の実施の形
態２によるクライオスタットの蓋部構造体を示す平面
図、図４は図３のＡ−Ａ線に沿った拡大断面図、図５は
図３の一部拡大平面図である。図において、１０は平型
の蓋部構造体、１１はその蓋部構造体１０における真空
シール用の蓋底板であり、この蓋底板１１は円形状の平
板から成り、その周縁部には平面円環形状の立上りフラ
ンジ１１ａが設けられている。

【００３０】１３は蓋底板１１上に配置された複数の蓋
補強用リブであり、これらの蓋補強用リブ１３はそれぞ
れが真直梁部材から成って適当な平行間隔の配置状態で
蓋底板１１および立上りフランジ１１ａに溶接等の手段
で一体結合された固定リブ１３Ａと、蓋底板１１上にお
ける固定リブ１３Ａの相互間および立上りフランジ１１
ａと固定リブ１３Ａとの間に着脱可能に取り付けられる
可動リブ１３Ｂとから成っている。なお、この可動リブ
１３Ｂは、上記実施の形態１の場合と同様の手段で蓋底
板１１および固定リブ１３Ａに着脱される構成となって
いる。

【００３１】１６は胴部構造体２の上端部と蓋部構造体
１０との接続部に設けられたキー機構であり、このキー
機構１６は、蓋底板１１の撓みで胴部構造体２と蓋部構
造体１０との接続部に生じるモーメントを逃がし、且
つ、蓋部構造体１０の水平方向の変位を拘束する構造と
なっている。

【００３２】即ち、キー機構１６は円筒状の胴部構造体
２の上端部と平型構造の蓋部構造体１０の周縁側とを接
続しているもので、蓋底板１１の立上りフランジ１１ａ
の外周面に放射状に突設されてその周方向に沿った一定
間隔毎に位置する複数のキー用フランジ１７と、これら
のキー用フランジ１７にそれぞれ設けられたキー係合部
１８と、これらのキー係合部１８にそれぞれ嵌込み係合
され、前記胴部構造体２の上端部にキー用ボルト２０で
締着固定されたキー１９とから成っている。

【００３３】ここで、キー係合部１８は、各キー用フラ
ンジ１７に設けられた平面四角形状のキー係合孔から成
っている。そして、前記キー係合部１８に嵌込み係合さ
れ且つ胴部構造体２の上端部に固定されたキー１９をガ
イドとして前記各キー用フランジ１７は蓋底板１１の径
方向に移動可能となっている。

【００３４】従って、キー機構１６は、蓋底板１１の撓
みによって胴部構造体２と蓋部構造体１０との接続部に
モーメントが生じた際、上述のようにキー１９をガイド
としてキー用フランジ１７が蓋底板１１の径方向に移動
することによって、前記モーメントを逃がし、且つ、蓋
部構造体１０の円周方向に対するキー１９とキー係合部
１８との係合によって蓋部構造体１０の水平方向への変
位を拘束する。

【００３５】次に、蓋部構造体１０の現地組立について
説明する。円形平板状の蓋底板１１の周縁部に立上りフ
ランジ１１ａを溶接する。この場合、立上りフランジ１
１ａの外周にはキー用フランジ１７を溶接しておく。次
いで、蓋底板１１上に蓋補強用の複数の固定リブ１３Ａ
を平行配置状態に溶接して一体結合する。次いで、蓋底
板１１上の固定リブ１３Ａ間および蓋側フランジ１５と
固定リブ１３Ａとの間に可動リブ１３Ｂを実施の形態１
の場合と同様の取付け手段で着脱可能に取り付ける。そ
の後、蓋底板１１上の各区画室１３Ｃ内にコンクリート
ブロック１４Ａを個別的に嵌め込むことにより、蓋部構
造体１０が現地で組み立てられる。

【００３６】このようにして現地で組み立てられた蓋部
構造体１０の周縁側を胴部構造体２の胴側フランジ７上
に載置した後、キー用フランジ１７のキー係合部１８に
キー１９を嵌込み係合させ、該キー１９をキー用ボルト
２０で胴部構造体２の胴側フランジ７に締着固定するこ
とにより、真空のクライオスタット１が組み立てられ
る。なお、胴部構造体２の胴側フランジ７と蓋部構造体
１０の周縁部との接続部にはＯリングやリップシール等
のシール機構が設けられる。

【００３７】蓋部構造体１０の取り外しに際しては、コ
ンクリートブロック１４Ａおよび可動リブ１３Ｂを実施
の形態１の場合と同様の要領で順次取り外し、次いで、
キー機構１６のキー用ボルト２０およびキー１９を順次
取り外した後、蓋底板１１を小型のクレーンで吊り下げ
て取り外せばよい。

【００３８】実施の形態３．図６はこの発明の実施の形
態３による蓋部構造体を示す平面図である。上記実施の
形態１および上記実施の形態２では、蓋底板１１上に固
定リブ１３Ａと可動リブ１３Ｂとを格子状に配置した場
合について説明したが、この実施の形態３では、蓋底板
１１上に真直梁部材から成る複数の蓋補強用リブ１３を
それぞれ平行させて着脱可能に取り付け、それらの蓋補
強用リブ１３間にコンクリートブロック１４Ｃを嵌脱可
能に嵌め込んでものであり、同様の効果を奏する。

【００３９】

【発明の効果】以上のように、請求項１記載の発明によ
れば、筒状の胴部構造体の上端開口部に着脱可能に取り
付けられる真空シール用の蓋底板と、この蓋底板上に着
脱可能に取り付けられる複数の蓋補強用リブと、前記蓋
底板上で前記蓋補強用リブ間に嵌脱可能に嵌め込まれる
中性子遮蔽用のコンクリートブロックとによってクライ
オスタットの蓋部構造体を構成したので、蓋部構造体の
取り外しに際しては、まずコンクリートブロックと蓋補
強用リブを個々に順次取り外すことができ、これによっ
て、蓋底板の重量が軽くなるため、該蓋底板を小型のク
レーンで吊り下げて容易に取り外すことが可能となり、
建屋等の制約を受ける大型のクレーンを使用する必要が
なくなり、コストダウンが図れる効果がある。また、コ
ンクリートブロックはクライオスタット組立現地以外の
場所で予め製作しておくことができるので、組立現地で
流し込んだコンクリートの硬化を待つ期間が不要となっ
てクライオスタット組立工期の短縮が図れる効果があ
る。

【００４０】請求項２記載の発明によれば、蓋底板上に
複数の蓋補強用リブを格子状に配置することによって、
上端が開口した複数の区画室を仕切り形成し、該区画室
のそれぞれに上方からコンクリートブロックを嵌脱可能
に嵌め込むように構成したので、コンクリートブロック
を個々に更に小型化することができ、このため、そのコ
ンクリートブロックの取り外し作業を一層簡単に行うこ
とができる効果がある。

【００４１】請求項３記載の発明によれば、蓋底板上に
複数の蓋補強用リブを着脱可能に所定の間隔で平行配置
し、それらの蓋補強用リブ間にコンクリートブロックを
嵌脱可能に嵌め込むように構成したので、請求項１記載
の発明と同様の効果がある。

【００４２】請求項４記載の発明によれば、蓋底板上に
一体結合された固定リブと、蓋底板上に着脱可能に取り
付けられる可動リブとによって蓋補強用リブを構成した
ので、蓋底板上から蓋補強用リブを部分的に取り外すこ
とができ、このため、胴部構造体から一旦取り外された
蓋底板を前記胴部構造体に再度取り付ける際、その蓋底
板に対する蓋補強用リブの取付工数を軽減できる効果が
ある。

【００４３】請求項５記載の発明によれば、蓋補強用リ
ブ間に嵌め込まれたコンクリートブロックを蓋補強用リ
ブよりも高く上方に突出させるように構成したので、コ
ンクリートブロックの取り外しを一層容易に行うことが
できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１によるクライオスタ
ットを示す部分的断面図である。

【図２】 図１中の蓋部構造体を一部分離して示す部分
的な斜視図である。

【図３】 この発明の実施の形態２によるクライオスタ
ットの蓋部構造体を示す平面図である。

【図４】 図３のＡ−Ａに沿った拡大断面図である。

【図５】 図３の一部拡大平面図である。

【図６】 この発明の実施の形態３による蓋部構造体を
示す平面図である。

【図７】 従来のクライオスタットを示す縦断面図であ
る。

【符号の説明】

１ クライオスタット、２ 胴部構造体、１０ 蓋部構
造体、１１ 蓋底板、１３ 蓋補強用リブ、１３Ａ 固
定リブ、１３Ｂ 可動リブ、１３Ｃ 区画室、１４Ａ
コンクリートブロック。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 筒状の胴部構造体の上端開口部を覆うク
   ライオスタットの蓋部構造体において、前記胴部構造体
   の上端開口部に着脱可能に取り付けられる真空シール用
   の蓋底板と、この蓋底板上に着脱可能に取り付けられる
   複数の蓋補強用リブと、前記蓋底板上で前記蓋補強用リ
   ブ間に嵌脱可能に嵌め込まれる中性子遮蔽用のコンクリ
   ートブロックとから成ることを特徴とするクライオスタ
   ットの蓋部構造体。
2. 【請求項２】 蓋補強用リブは蓋底板上に格子状に配置
   されて上端が開口した複数の区画室を仕切り形成し、該
   区画室のそれぞれに上方からコンクリートブロックが嵌
   脱可能に嵌め込まれるようになっていることを特徴とす
   る請求項１記載のクライオスタットの蓋部構造体。
3. 【請求項３】 蓋補強用リブは蓋底板上に所定の間隔で
   着脱可能に平行配置され、それらの蓋補強用リブ間にコ
   ンクリートブロックが嵌脱可能に嵌め込まれるようにな
   っていることを特徴とする請求項１記載のクライオスタ
   ットの蓋部構造体。
4. 【請求項４】 蓋補強用リブは、蓋底板上に一体結合さ
   れた固定リブと、蓋底板上に着脱可能に取り付けられる
   可動リブとから成っていることを特徴とする請求項１か
   ら請求項３のうちのいずれか１項記載のクライオスタッ
   トの蓋部構造体。
5. 【請求項５】 蓋補強用リブ間に嵌め込まれたコンクリ
   ートブロックが前記蓋補強用リブよりも高く上方に突出
   していることを特徴とする請求項１から請求項４のうち
   のいずれか１項記載のクライオスタットの蓋部構造体。