KR100849937B1 - 초전도 토카막 진공용기 조립 구조물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 초전도 토카막 진공용기 조립 구조물에 관한 것으로, 본 발명은 핵융합 장치에 설치되는 토러스 형상의 초전도 토카막 진공용기 조립 구조물에 있어서, 상기 진공용기는 섹터 1과 섹터 2로 분할 구비되고, 상기 섹터 1과 섹터 2를 결합 후 소정 각의 갭이 유지되며, 갭으로 토로이달 자석 구조물들이 순차적으로 투입되어 설치되는 진공용기 본체 및 상기 갭에 결합되어 진공용기를 완성시키는 것으로, 다수개로 분할 구성되어 내측과 외측에 용접되는 결합부재를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

초전도, 토카막, 진공용기, 결합부재, 섹터, 용접

Description

초전도 토카막 진공용기 조립 구조물{Assembly structure of superconduction tokamak vacuum vessel}

도 1a 및 도 1b는 토카막장치의 각 구조물을 나타내는 구성도,

도 2는 본 발명에 따른 진공용기 본체의 섹터 1과 섹터 2를 나타낸 구성도,

도 3a는 본 발명에 따른 진공용기 본체의 섹터 1과 섹터 2가 결합된 상태를 나타낸 상면도,

도 3b는 본 발명에 따른 진공용기의 섹터 1, 2를 포스트에 의해 고정한 상태도,

도 4는 본 발명에 따른 결합부재를 나타낸 분해 사시도,

도 5는 본 발명에 따른 결합부재 중 외부결합부재 구성을 나타낸 분해 구성도,

도 6은 본 발명에 따른 결합부재 중 내부결합부재 구성을 나타낸 분해 구성도,

도 7은 본 발명에 따른 내부결합부재가 결합된 상태를 나타낸 상태도,

도 8은 본 발명에 따른 외부결합부재 및 진공 배기로 플랜지와 진단용 관 플랜지가 결합된 상태를 나타낸 상태도,

도 9는 본 발명에 따른 결합부재의 결합상태를 나타낸 단면도.

<도면의 주요 부호에 대한 부호의 설명>

100 : 진공용기

110 : 섹터 1

120 : 섹터 2

200 : 결합부재

210 : 내부결합부재

220 : 외부결합부재

본 발명은 초전도 토카막 진공용기 조립 구조물에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 섹터 1과 섹터 2로 분할된 구조를 갖는 진공용기 본체 결합 후 유지되는 개방된 소정 갭에 결합부재를 이용하여 완성하는 초전도 토카막 진공용기 조립 구조물에 관한 것이다.

핵융합 실험 장치인 토카막 장치는 플라즈마 상태의 중수소를 강한 자기장으로 가두기 위한 토로이달 코일과, 플라즈마를 발생시키고 그 위치와 모양을 제어하기 위한 포로이달 코일들로 구성된다.

도 1a 및 도 1b는 국내에서 제작되는 초전도자석을 일예로 나타낸 도면이다. 도 1a에 도시된 바와 같이 초전도자석(100 : SC Magnet)은 고온의 플라즈마를 진공용기 벽에 닿지 않고 가두어두기 위한 것으로, 그 주요장치인 토카막장치를 보유하고 있다. 상기 토카막장치는 TF(Toroidal Field) 및 PF(Poloidal Field) 코일을 사용하여 플라즈마의 생성, 구속, 제어를 담당한다. 도 1b는 도 1a의 토카막 장치(101)를 나타내며, TF(Toroidal Field) 및 PF(Poloidal Field)코일로 구성된 TF 구조물(102)과 CS(Central Solenoid)코일로 구성된 CS 구조물(104)과, PF(Poroidal Field)코일로 구성된 PF 구조물(103) 및 각 구조물을 연결하는 연결구조물(105)로 이루어진다.

상기 TF 구조물(102)로 내설되는 코일은 약 35KA의 직류전류로 운전되며, 상기 CS 구조물(104)의 코일과 PF 구조물(103)의 코일은 펄스운전을 하여 상호 자장변화에 의한 기전력을 도우넛 형상의 진공용기 내부에 발생시켜 플라즈마를 생성하고 플라즈마 전류 및 TF 자장과 함께 플라즈마를 구속시키는 역할을 수행한다.

상기와 같은 토카막장치에 사용되는 진공용기는 크기가 커서 차로로 운송하는데 한계가 있다. 따라서 일체로 완성하기에는 불가능하다. 그래서 기존에는 진공용기를 운송 가능한 크기로 다수개로 분할 구성하여 부분적으로 완성한 뒤 부분 완성품을 설치위치로 운송하여 설치현장에서 부분 완성품을 결합 조립하여 전체 완성품을 제작한다. 그러나 부분 완성품을 결합하는 데에는 용접과정 중 변형이 발생하는 단점이 있다.

일반적으로 대형구조물의 용접 시 용접 변형을 억제하고 최소화하기 위하여 강력한 용접 변형 방지 구조물을 용접부 주위 또는 큰 용접변형이 발생할 것으로 예상되는 곳에 용접 전에 설치하고 용접 완료 후 제거한다.

이러한 용접 변형 방지 구조물은 본 용접 시 발생되어진 많은 잔류응력을 잠재하고 있기 때문에 용접 후 제거 시 예측 불가능한 구조물의 변경을 야기(惹起)시키기도 한다. 따라서 일반 산업화에서는 대형구조물의 용접 시 용접물의 크기에 충분한 여유(margin)를 부여한 후 본 용접을 시행하고 용접이 완료된 후 추가적으로 발생한 용접 변형을 제품 치수에 맞게 기계가공하게 된다.

그러나 변형 방지 구조물의 준비 및 용접 후 가공에 많은 비용과 시간뿐만 아니라 대형 가공기계 등을 요구하게 된다. 또한 용접 제품의 여유를 초과한 용접 변형 발생 시 보수에 많은 어려움이 있다.

이처럼 용접 발생 시 야기되는 변형은 토카막 장치에서 가장 정밀도가 요구되는 TF 자석구조물 설치에 문제점이 발생된다.

기존의 진공용기 방식처럼 다수개로 분할된 진공용기에 TF 자석구조물을 설치하여 1개로 모듈화하여 현장에서 각 부분을 진공용기를 용접한다. 이러한 종래의 방식은 TF 자석의 정렬결과에 대한 불확실성을 유발시킬 수 있다는 단점이 있다 또한 여러 섹터를 현장에서 용접함으로써 조립단계에서 용접하여야 하는 부분이 매우 많아 진공누설의 위험성이 큰 단점이 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 운송제약을 해소하고 현장용접을 최소화시키기 위해 진공용기를 섹터 1과 섹터 2로 분할하고, TF 자석 구조물을 설치하기 위해 섹터 1과 섹터 2의 결합 후 소정간격 갭을 유지하고 상기 갭을 결합부재에 의해 결합시켜 진공용기를 완성시킴으로써, 현장용접을 최소화하여 그에 따라 용접변형을 최소화 시키고자하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 핵융합 장치에 설치되는 토러스 형상의 초전도 토카막 진공용기 조립 구조물에 있어서, 상기 진공용기는 섹터 1과 섹터 2로 분할 구비되고, 상기 섹터 1과 섹터 2를 결합 후 소정 각의 갭이 유지되며, 갭으로 토로이달 자석 구조물들이 순차적으로 투입되어 설치되는 진공용기 본체 및 상기 갭에 결합되어 진공용기를 완성시키는 것으로, 다수개로 분할 구성되어 내측과 외측에 용접되는 결합부재를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 섹터 1과 섹터 2를 용접으로 결합하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 섹터 1은, 평면상 그 반경이 180도 인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 섹터 2는, 평면상 그 반경이 157.5도 인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 섹터 1과 섹터 2 결합 시 유지되는 갭은, 평면상 그 반경이 22.5도 인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 결합부재는, 상기 섹터 1과 섹터 2에 그 양단이 용접되는 다수개의 내부결합부재와, 상기 내측결합부재에 대향하고 상기 섹터 1과 섹터 2에 그 양단이 용접되는 다수개의 외부결합부재를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 외부결합부재는, 토러스 형상의 진공용기 외측면에 용접 결합되는 것으로, 상기 진공용기 외주면에 결합되는 제 1아웃터쉘, 상기 진공용기 내주면에 결합되는 제 1인너쉘, 상기 진공용기 상부측에 결합되는 제 1상부쉘 및 상기 진공용기 기저부에 결합되는 제 1기저쉘를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제 1아웃터쉘은, 길이방향을 중심으로 상/하 분할 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 내부결합부재는, 상기 외부결합부재와 대향하게 상기 진공용기 내측으로 용접 결합되는 것으로, 상기 제 1아웃터쉘과 대향하게 결합되되, 그 사이로 지지부재가 수직하게 개재되어 결합되는 제 2아웃터쉘, 상기 제 1인너쉘과 대향하게 결합되는 제 2인너쉘, 상기 제 1상부쉘과 대향하게 결합되는 제 2상부쉘 및 상기 제 1기저쉘과 대향하게 결합되는 제 2기저쉘로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제 2상부쉘은, 길이방향을 중심으로 좌/우 분할 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 결합부재는, 상기 진공용기 외주면에 형성된 진공배기로와 진단용 관 홀 가장자리에 결합되는 진공배기로 플랜지와 진단용 관 플랜지를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 따른 진공용기 본체의 섹터 1과 섹터 2를 나타낸 구성도, 도 3a는 본 발명에 따른 진공용기 본체의 섹터 1과 섹터 2가 결합된 상태를 나타낸 상면도, 도 3b는 본 발명에 따른 진공용기의 섹터 1, 2를 포스트에 의해 고정한 상 태도, 도 4는 본 발명에 따른 결합부재를 나타낸 분해 사시도이다.

도 5는 본 발명에 따른 결합부재 중 외부결합부재 구성을 나타낸 분해 구성도, 도 6은 본 발명에 따른 결합부재 중 내부결합부재 구성을 나타낸 분해 구성도, 도 7은 본 발명에 따른 내부결합부재가 결합된 상태를 나타낸 상태도, 도 8은 본 발명에 따른 외부결합부재 및 진공 배기로 플랜지와 진단용 관 플랜지가 결합된 상태를 나타낸 상태도, 도 9는 본 발명에 따른 결합부재의 결합상태를 나타낸 단면도이다.

본 발명에 따른 초전도 토카막 진공용기 조립 구조물은, 섹터 1과 섹터 2로 분할된 진공용기 본체(100)와, 섹터 1(110)과 섹터 2(120)로 분할된 상기 진공용기 본체 결합 시 유지된 갭에 결합되는 결합부재(200)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

진공용기 본체(100)는 토러스(도우넛) 형상으로 구비되는 것으로, 그 크기가 커서 차로로 이송하는데 한계가 있다. 따라서, 섹터 1(110)과 섹터 2(120)로 분할 구성하여 운송 제약의 문제를 해소시켰다. 기존에는 다수개로 분할된 진공용기 부분 완성품을 운송하여 현장에서 용접하여 완성하였지만, 이러한 방식은 용접변형을 일으키고 진공누설 감시에 어려움이 있다.

그리하여 본 발명에서는 진공용기 본체를 여러 부분으로 분할 구성하지 않고, 운송의 제약만을 해소할 수 있도록 섹터 1(110)과 섹터 2(120)로 2개로만 분할 구성하여 용접변형을 최소화시키기 위한 것이다.

진공용기의 수직방향으로는 'D '형상을 갖는 16개의 TF 자석 구조물이 설치되는데, 이 TF 자석 구조물을 설치하기 위해서는 진공용기의 일측이 개방되어 있어야 한다. 그래서 기존에는 분할된 진공용기에 TF 구조물을 각각 설치하여 모듈화된 진공용기를 용접하여 완성하였다.

본 발명에서는 토러스 형상(도우넛)의 진공용기를 반으로 나눈 부분 중 상기 섹터 1(110)은 평면상 반원(180 도)만큼의 부분이고, 상기 섹터 2(120)는 진공용기의 섹터 1을 제외한 부분 중 평면상 157.5 만큼의 부분원이다. 그리고 나머지 22.5 도의 갭(gab)부분이 TF 자석 구조물을 순차적으로 삽입하여 설치하기 위한 미리 조립하지 않고 개방되는 부분이 되는 것이다.

이는 TF 자석 구조물의 평면상 각도가 22.5 도로 규격화되어 있어 진공용기를 완성 조립한 후 토로이달 구조물을 인입시키기 위해 정해진 구조의 각이다.

여기서, 섹터 1과 섹터 2를 용접(a) 결합하는 방법은 본 출원인 출원한 출원번호 '10-2006-0122483 발명이 명칭 : 토카막 진공용기 용접변형 제어방법' 을 적용하여 용접시키는 것으로, 간략하게 언급하면 섹터 1과 섹터 2 용접 결합 후 발생할 용접변형에 대해 미리 역변형을 주어 섹터 1과 섹터 2를 고정하며, 용접 후 관측되는 변형을 피드백하여 용접조건을 변경하면서 구조물을 용접하는 방법으로 진행된다. 상기 섹터 1과 섹터 2를 용접 결합할 때는 갭에 임시로 조립될 더미섹터(dummy sector)(미도시)를 사용하여 용접한다.

도 3b는 진공용기 섹터 1, 2를 포스트에 의해 고정한 상태도이다.

도시된 바와 같이 섹터 1, 2의 고정은 고정용 포스트를 사용한다. 토러스형 상의 진공용기 중심에 중심 포스트(10)가 설치되고, 중심포스트의 상부에 수평프레임(11)이 수평으로 다수 배열 연결된다. 수평프레임의 외측 단부에 수직 프레임(12)이 수직으로 연결되어 지면에 고정된다. 섹터 1, 2(110, 120)의 하부는 지면으로부터 일정높이만큼 지지포스트(13a)에 의해 이격 지지된다. 다른 지지포스트(13b)는 수평프레임의 하부 일측에 수직으로 설치되고, 또 다른 지지포스트(13c)는 수직프레임의 내부 일측에 수평으로 설치된다. 섹터 1, 2의 상부는 지지포스트(13b)에 의해 수직으로 지지되고, 섹터1, 2의 측부는 지지포스트(13c)에 의해 수평으로 지지된다.

결합부재(200)는 상기 섹터 1(110)과 섹터 2(120) 조립 후 개방된 갭 부분(진공용기에 TF 구조물 인입 후 결합부재로 조립될 부분)에 결합하여 진공용기 본체(100)를 완성하기 위한 부재로써, 진공용기 본체(100)와 동일한 소재로 제작된다.

상기 결합부재(200)는 외부결합부재(210)와 내부결합부재(220)로 구성되어 진공용기의 갭 부분에 2중으로 결합되는 것으로, 이때 갭 부분에 마지막 TF 구조물을 설치하고 상기 결합부재(200)를 결합시키면 된다.

TF 구조물과 맞닿는 것이 외부결합부재(210)가 되고, 상기 외부결합부재(210)에 대향하게 진공용기 내측에 결합되는 것이 내부결합부재(220)가 된다.

상기 외부결합부재(210)는 도 5를 참조하여 설명하면, 다수개로 분할 구성되어 각각 섹터 1, 2에 결합되게 되는데, 분할 구조는 4개의 쉘(Shell)로 이루어진 다. 토러스 형상의 진공용기 외주면에 설치되는 제 1아웃터쉘(211)과 내주면에 설치되는 제 1인너쉘(212)과 진공용기의 수직방향에서 상부측에 설치되는 제 1상부쉘(213) 및 하부측에 설치되는 제 1기저쉘(214)로 구성된다.

4개로 구성되는 각각의 외부결합부재(210)는 모두가 판재형상으로, 이들이 결합되면 그 단면이 진공용기의 단면과 동일한 'D ' 형상을 이루게 된다.

제 1아웃터쉘(211)은 섹터 1(110)과 섹터 2(120)의 결합으로 형성된 갭의 외측(진공용기의 외주면)에 배치되어 양단이 섹터 1과 섹터 2에 결합된다. 이때, 상기 제 1아웃터쉘(211)은 길이방향을 중심으로 상/하 분할 구성시켜 용접 결합 시 배치의 편의성을 높이고자 한다. 하지만 분할하지 않고 일체로 구성하여도 무관하다.

또한, 섹터 2와 결합되는 일측으로는 진공용기의 진공 배기로 홀(300)를 형성하기 위해 일정깊이의 부분홈이 형성되어 있다. 즉, 섹터 2에 진공 배기로 홀(300)가 반(half) 형성되어 있고 상기 제 1아웃터쉘(211)에 반이 형성되어 있는 것이다.

제 1인너쉘(212)은 갭의 내측(진공용기의 내주면)에 배치되어 그 양단이 섹터 1과 섹터 2에 용접 결합된다. 상기 제 1인너쉘(212)은 길이방향을 따라 중앙으로 강도를 보강시키기 위한 지지부재(미부호)가 일체로 형성되어 있다.

제 1상부쉘(213)은 갭의 상부측(진공용기의 상부면)에 배치되어 길이방향을 중심으로 양단이 상기 제 1아웃터쉘(211)과 제 1인너쉘(212)의 일단에 용접 결합되고 측방향으로의 양단은 섹터 1과 섹터 2에 용접된다.

여기서, 상기 제 1아웃터쉘(211)과 결합되는 일단은 그 끝이 굽힘가공되어 있어 굽힘가공된 면(미부호)의 외측변 가장자리로 제 1아웃터쉘(211)과 용접된다.

상기 제 1 상부쉘(213)은 소정의 곡률(진공용기의 상부면 곡률과 대응)을 가지고 있으며, 섹터 2와 결합되는 일측으로는 진단용 관 홀(310)을 형성하기 위해 일정깊이의 부분홈이 형성되어 있다. 즉, 섹터 2에 진단용 관 홀(310)이 반(half) 형성되어 있고 상기 제 1상부쉘(213)에 반이 형성되어 있는 것이다.

또한, 상기 제 1상부쉘(213)도 상기 제 1인너쉘(212)처럼 강도를 보강하기 위한 지지부재가 길이방향 따라 중앙에 수직하게 형성되어 있다.

제 1기저쉘(214)은 갭의 하부측(진공용기 기저부)에 배치되어 용접 결합되는 것으로, 이 또한, 진공용기의 기저부와 대응하는 곡률을 가지고 있다. 상기 제 1기저쉘(214)의 길이방향을 중심으로 양단이 상기 제 1상부쉘(213)의 양단과 결합되지 않는 상기 제 1아웃터쉘(211)과 제 1인너쉘(212)의 타단과 결합되며, 측방향으로의 양단은 섹터 1과 섹터 2에 용접 결합된다.

여기서, 상기 제 1아웃터쉘(211)과 접하는 일단은 그 끝이 굽힘가공되어 있어 굽힘가공 면(미부호) 외측변 가장자리로 제 1아웃터쉘(211)이 용접된다.

이것으로 상기 섹터 1(110)과 섹터 2(120)의 결합 후 TF 구조물을 투입하기 위해 개방된 갭의 1차적 조립이 완성되는 것이다.

내부결합부재(220)는 도 6의 참조하여 설명하면, 상기 외부결합부재(210)와 대향하게 진공용기의 내측에 설치되는 것으로, 상기 외부결합부재(210)와 동일한 분할 구조를 갖는다.

상기 외부결합부재(210)에 대향하게 결합되기 위해서 동일하게 4개의 쉘로 구성되는데, 상기 제 1아웃터쉘(211)과 대향하게 결합되는 제 2아웃터쉘(221)과 상기 제 1인너쉘(212)과 대향하게 결합되는 제 2인너쉘(222)과 상기 제 1상부쉘(213)과 대향하게 결합되는 제 2상부쉘(223) 및 상기 제1기저쉘(224)과 대항하게 결합되는 제 2기저쉘(224)로 구성된다.

상기 내부결합부재(220)의 각 구성들은 상기 외부결합부재(210)의 각 구성과 대향하게 결합되기 때문에 거의 동일한 형상을 가지고 있다.

제 2아웃터쉘(221)을 상기 제 1아웃터쉘(211)에 대향하게 결합할 때에는 그 사이로 지지부재(225)를 수직하게 상기 제 1아웃터쉘(211)에 중앙으로 용접 결합한 후 결합한다.

그리고 길이방향으로 상/하 양단은 상기 제 1상부쉘(213)과 제 2기저쉘(214)의 굽힘가공 면 내측변 가장자리에 용접 결합된다.

또한, 상기 제 2아웃터쉘(221)도 마찬가지로 상기 제 1아웃터쉘(211)과 동일하게 양측으로는 섹터 1과 섹터 2에 결합되어 진공용기의 진공 배기로 홀(300)을 형성하기 위해 일정깊이의 부분홈이 형성되어 있다.

제 2인너쉘(222)은 제 1인너쉘(212)과 대향하게 설치되며, 길이방향으로 좌/우 양단이 섹터 1과 섹터 2에 용접 결합되고, 상기 제 1인너쉘(212)과 대향하는 면은 제 1인너쉘(212)에 형성된 지지부재와 결합되는 것이다.

제 2상부쉘(223)은 제 1상부쉘(213)과 대응하는 곡률을 가지고 있으며, 길이방향을 따라 좌/우 분할 구성되어 있는데, 이것은 상기 제 1상부쉘(213) 일면에 형성된 지지부재(미부호)에 구애받지 않고 설치하기 위한 것이다.

상기 제 2상부쉘(223)의 일단은 상기 제 2인너쉘(222)의 일단과 용접 결합되고, 타단은 제 1상부쉘(213)의 굽힘가공 면 내측변 가장자리에 용접되는 것이다. 또한, 상기 제 2상부쉘(223)의 분할된 양측은 제 1상부쉘(213)의 지지부에 용접된다.

또한, 제 1상부쉘(213)과 동일하게 섹터 2와 결합 시 일측으로는 진단용 관 홀(310)을 형성하기 위해 일정깊이의 부분홈이 형성되어 있다.

제 2기저쉘(224)은 제 1기저쉘(214)과 대응하는 곡률을 갖고 있으며, 지지부재에 구애받지 않고 설치하기 위해 길이방향을 따라 좌/우 분할 구성한다. 일단은 제 2인너쉘(223)의 타단과 용접되고, 타단은 제 1기저쉘(214)의 굽힘가공된 면의 내측변 가장자리에 용접되는 것이다.

상술한 바와 같이 섹터 1과 섹터 2의 개방된 부분인 갭을 외부결합부재(210)와 내부결합부재(220)로 2중 구성함에 따라 진공누설을 한층 더 보완할 수 있다.

상기 외부결합부재(210)와 내부결합부재(220)의 결합이 완료되면 진공배기로 플랜지(301)와 진단용 관 플랜지(311)를 결합한다.

섹터 1, 2(110, 120)결합에 있어 갭에 의해 진공용기 표면에 일정간격으로 형성된 진공 배기로 홀(300)과 진단용 관의 홀(310)은 상기 결합부재(200)의 결합으로 그 형상이 완성되는데, 이때, 상기 진공 배기로 홀(300)과 진단용 관의 홀(310)의 가장자리로는 플랜지가 형성되어 있는데 이 플랜지를 완성하기 위해 진공배기로 플랜지(301)와 진단용 관 플랜지(311)를 결합한다.

상기 진공배기로 플랜지(301)와 진단용 관 플랜지(311)의 용접 결합은 진공 용기 외부에서 실시한다.

이와 같이 구성되고 작용되는 본 발명은 섹터 1과 섹터 2로 구성 현장용접을 최대한으로 줄여 용접변형을 최소화시키고, 용접을 최소화시킴으로써 진공누설을 집중감시 할 수 있다.

또한, 섹터 1과 섹터 2 결합 후 유지되는 갭을 통해 TF 자석 구조물을 인입시키고 결합부재를 사용하여 진공용기를 최종적으로 조립하여 완성시킴으로써, 가장 이상적인 진공용기 조립 구조물이다.

이상, 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 고안은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다.

오히려, 첨부된 청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 고안의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

상기와 같이 구성되고 작용되는 본 발명은 현장용접을 최소화 할 수 있으며, 그에 따라 용접변형을 최소화 시키고, 진공누설을 집중감시할 수 있어 결과적으로 큰 장점이 있다.

Claims (11)

1. 핵융합 장치에 설치되는 토러스 형상의 초전도 토카막 진공용기 조립 구조물에 있어서,

   상기 진공용기는 섹터 1과 섹터 2로 분할 구비되고, 상기 섹터 1과 섹터 2를 결합 후 소정 각의 갭이 유지되며, 상기 갭으로 토로이달 자석 구조물들이 순차적으로 투입되어 설치되는 진공용기 본체; 및

   상기 갭에 결합되어 진공용기를 완성시키는 것으로, 다수개로 분할 구성되어 내측과 외측에 용접되는 결합부재를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 초전도 토카막 진공용기 조립 구조물.
2. 제 1항에 있어서, 상기 진공용기 본체는,

   상기 섹터 1과 섹터 2를 용접으로 결합하는 것을 특징으로 하는 초전도 토카막 진공용기 조립 구조물.
3. 제 1항에 있어서, 상기 섹터 1은,

   평면상 그 반경이 180도 인 것을 특징으로 하는 초전도 토카막 진공용기 조립 구조물.
4. 제 1항에 있어서, 상기 섹터 2는,

   평면상 그 반경이 157.5도 인 것을 특징으로 하는 초전도 토카막 진공용기 조립 구조물.
5. 제 1항에 있어서, 상기 섹터 1과 섹터 2 결합 시 유지되는 갭은,

   평면상 그 반경이 22.5도 인 것을 특징으로 하는 초전도 토카막 진공용기 조립 구조물.
6. 제 1항에 있어서, 상기 결합부재는,

   상기 섹터 1과 섹터 2에 그 양단이 용접되는 다수개의 내부결합부재와, 상기 내부결합부재에 대향하고 상기 섹터 1과 섹터 2에 그 양단이 용접되는 다수개의 외부결합부재를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 초전도 토카막 진공용기 조립 구조물.
7. 제 6항에 있어서, 상기 외부결합부재는,

   토러스 형상의 진공용기 외측면에 용접 결합되는 것으로,

   상기 진공용기 외주면에 결합되는 제 1아웃터쉘;

   상기 진공용기 내주면에 결합되는 제 1인너쉘;

   상기 진공용기 상부측에 결합되는 제 1상부쉘; 및

   상기 진공용기 기저부에 결합되는 제 1기저쉘를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 초전도 토카막 진공용기 조립 구조물.
8. 제 7항에 있어서, 상기 제 1아웃터쉘은,

   길이방향을 중심으로 상/하 분할 구성되는 것을 특징으로 하는 초전도 토카막 진공용기 조립 구조물.
9. 제 6항에 있어서, 상기 내부결합부재는,

   상기 외부결합부재와 대향하게 상기 진공용기 내측으로 용접 결합되는 것으로,

   상기 제 1아웃터쉘과 대향하게 결합되되, 그 사이로 지지부재가 수직하게 개재되어 결합되는 제 2아웃터쉘;

   상기 제 1인너쉘과 대향하게 결합되는 제 2인너쉘;

   상기 제 1상부쉘과 대향하게 결합되는 제 2상부쉘; 및

   상기 제 1기저쉘과 대향하게 결합되는 제 2기저쉘로 구성되는 것을 특징으로 하는 초전도 토카막 진공용기 조립 구조물.
10. 제 9항에 있어서, 상기 제 2상부쉘은,

    길이방향을 중심으로 좌/우 분할 구성되는 것을 특징으로 하는 초전도 토카막 진공용기 조립 구조물.
11. 제 1항에 있어서, 상기 결합부재는,

    상기 진공용기 외주면에 형성된 진공배기로와 진단용 관 홀 가장자리에 결합되는 진공배기로 플랜지와 진단용 관 플랜지를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 초전도 토카막 진공용기 조립 구조물.

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