(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
核融合炉におけるブランケットバックプレートおよびブランケット脚部等、人が容易に近づき得ない雰囲気にあって、遠隔操作によって肉厚の厚い板材を切断および再溶接する場合において、
板材の再溶接する側から厚さ方向に進むに従って２つの切断面が近接するような斜め方向の向きにそれぞれウオータージェット切断機またはレーザ加工機によって板材を切断し、
再溶接時は上記両切断面に面仕上げ或いは開先加工を施すことなく両板材間の溶接を行うことを特徴とする板材の切断・再溶接方法。
【請求項２】
切断した板材の再溶接時において、溶接する板材間に切断によって生じた間隙に合わせて成形し開先加工を施したインサートピースを挿入して溶接を行う事を特徴とする請求項１記載の板材の切断・再溶接方法。
【請求項３】
切断した板材の再溶接時において、切断して外部に搬出した板材の切断面上で、溶接トーチをセットする側の反対側の縁部に溶接トーチ挿入スペースを形成させるためにあるいは裏波溶接を良好に行うために肉盛り溶接を行ない、
上記板材を内部に搬入したのち各板材間を溶接することを特徴とする請求項１記載の板材の切断・再溶接方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本願発明は、核融合炉のブランケットバックプレート等比較的肉厚の厚い板材からなる構造物の補修において、切断・再溶接の作業スペースが小さく、更に作業員の被曝防止或いは低減のため遠隔動作で行う必要がある場合の板材の切断・再溶接方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図７は従来の技術の例を示す図で、特開昭６１−１５５９８９号公報に記載された核融合炉の真空容器接合部の構造を示す図である。核融合炉の真空容器は、通常内部にリブ１０３を入れた二重壁構造の複数セクターを接合して構成されているが、該従来の技術は上記真空容器の内の一部のセクターを取り外したのち再び取り付ける際の接合部１０５，１０６の構造を提案したものである。
【０００３】
すなわち図７において、内壁１０１の端部が外壁１０２の端部よりも突出させてあることにより、各セクターを近づけた際まず内壁１０１同士が当接する。これをレーザ等１０７を利用して外壁１０２側から冶金的に接合する。次に当て板１０４を外壁１０２同士の間隙部に当て、内壁１０１部と同様レーザ等１０７によって外壁１０２の外部側から冶金的に接合する。
【０００４】
また、当該公報には開示されていないが上記とは逆に、外壁１０２の端部を内壁１０１の端部よりも突出させておき、各セクターを近づけた際に最初に当接する外壁１０２同士をレーザ等１０７を利用して内壁側から冶金的に接合し、次に当て板１０４を内壁１０１同士の間隙部に当て、外壁１０２と同様にレーザ等１０７によって内壁１０１の内部側から冶金的に接合する場合も考えられる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このように上記従来の技術においても核融合炉の真空容器において、切断分離したセクターを再び所定の位置に配置し、外壁または内壁のいずれかの一方向からレーザ等１０７によって冶金的に容易かつ確実に接合することを可能にしている。
【０００６】
上記公報には分離した各セクターの接続方法に関する技術は記載されているものの、それに先立つ切断方法に関しては特に開示されていない。もし仮にセクターの切断がプラズマ等による溶断か、或いはカッターによる切削等によって行なわれると想定した場合には、切断後の切削面の仕上加工および開先加工を必ず行う必要があるが、その際炉内側に残したセクターの切削面は当然炉内において仕上加工および開先加工を行うことが必要になる。
【０００７】
しかしながら、供用後の核融合炉の炉内は放射性雰囲気にあるため、作業員の被曝防止の観点から作業の遠隔操作化或いは自動化等が必要になるが、その自動化に伴って精密な加工が困難になること、また作業に要する時間が長くなる等の課題が生ずる。さらに、加工を行うことによって切削屑が多量に発生するが、核融合炉の切削屑は放射化していることにより、それの回収・処理が必須になるため、切削屑の発生量を極力低減しなければならない等の課題が残る。
【０００８】
本願発明はこのような現状に鑑みてなされたもので、供用後の核融合炉の真空容器、ブランケットバックプレート等、比較的肉厚の厚い板材からなる構造物の補修時において、極めて簡潔な構成でありながら、切断・再溶接のための作業スペースを小さくし、作業員の被曝防止或いは低減のため遠隔操作によって行い得るほか、切断の際に発生する切削屑の量を極力低減し、また発生した切削屑をほぼ全量回収することを可能にする板材の切断・再溶接方法を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的は、前記特許請求の範囲に記載された板材の切断・再溶接の方法によって達成される。すなわち、
（１）  核融合炉におけるブランケットバックプレートおよびブランケット脚部等、人が容易に近づき得ない雰囲気にあって、遠隔操作によって肉厚の厚い板材を切断および再溶接する場合において、板材の再溶接する側から厚さ方向に進むに従って２つの切断面が近接するような斜め方向の向きにそれぞれウオータージェット切断機またはレーザ加工機によって板材を切断し、再溶接時は上記両切断面に面仕上げ或いは開先加工を施すことなく両板材間の溶接を行う板材の切断・再溶接方法。
【００１０】
（２）  切断した板材の再溶接時において、溶接する板材間に切断によって生じた間隙に合わせて成形し開先加工を施したインサートピースを挿入して溶接を行う（１）  記載の板材の切断・再溶接方法。
【００１１】
（３）  切断した板材の再溶接時において、切断して外部に搬出した板材の切断面上で、溶接トーチをセットする側の反対側の縁部に溶接トーチ挿入スペースを形成させるためにあるいは裏波溶接を良好に行うために肉盛り溶接を行ない、上記板材を内部に搬入したのち各板材間を溶接する（１）  記載の板材の切断・再溶接方法である。
以下、本願発明の作用等について実施例に基づいて説明する。
【００１２】
【実施例】
本願発明に基づく一実施例として、核融合炉のブランケットを補修する必要が生じた際にブランケットを支承しているブランケットバックプレートを遠隔操作によって切断および再溶接する方法について説明する。
【００１３】
核融合炉においては、図５に示すようにプラズマを囲繞してブランケット２１が配設され、各ブランケット２１は外側に配設されたブランケットバックプレート１によって支承されており、ブランケット２１およびブランケットバックプレート１を囲繞して真空容器２３が配設され、ブランケット２１は真空容器２３を貫通する冷却水入口・出口管２４によって外部と連通されている。図６は図５に示すブランケット２１、ブランケットバックプレート１および冷却水入口・出口管２４の部分斜視図である。
【００１４】
図４は前記図６におけるａ・ａ線矢視断面の一部を示す図で、１はブランケットバックプレート、２１はブランケット、２２はブランケットバックプレート１とブランケット２１とによって形成される間隙、２３は真空容器、２６はブランケットバックプレート１の溶接部、２７はブランケット脚部の溶接部である。
【００１５】
まず補修対象ブランケット２１を支承しているブランケットバックプレート１とブランケット２１との間隙２２にウオータージェット切断機またはレーザ加工機５のノズルヘッドを挿入する。次にブランケットバックプレート１の溶接部２６やブランケット脚部の溶接部２７等の切断予定位置に対して、図１に示すように炉の内壁側からブランケットバックプレート１の表面上に２本の切断線２を交叉するように設定し、単一或いは複数のウオータージェット切断機またはレーザ加工機５によって上記切断線に沿ってブランケットバックプレート１の切断側の面から板の厚さ方向に進むに従って前記の両切断面が近接する向きに斜め方向に切断を行う。補修対象ブランケット２１を取り外すために必要な範囲のブランケットバックプレート１に対してこの作業を繰り返すことにより、当該ブランケット２１は自由な状態になり炉外に搬出することが可能になる。
【００１６】
ブランケットバックプレート１を切断する際、切削刃による機械的な切断方法等によった場合、多量の切削屑が発生し、切削対象が供用後の核融合炉ブランケットのような場合には放射性を帯びている切削屑を完全に回収する必要があるが、それを実現することは極めて困難である。また上記切削刃による機械的な切断方法等による切削面は平滑な状態が得られ難く、機械仕上げを行わずに良好な溶接を行わせることは困難であった。
【００１７】
これに対してウオータージェット切断機またはレーザ加工機による切断面は平滑である。更にウオータージェット切断機に関しては切削屑の発生量も少なく、通常のウオータージェット切断機において使用される切削対象物の後方に位置させたアブレーシブ回収装置によって、発生した切削屑も一緒にほぼ完全に回収し得る。
【００１８】
炉外において必要な補修を行い再び炉内の所定の位置に復旧させる際、ブランケットの切断箇所が多数に及ぶ場合には、復旧の際の溶接に伴う収縮によってブランケットバックプレート１の寸法が不足してくる。そのため少なくとも１箇所に、図２に示すように接合する両ブランケットバックプレート１間に、所定の長さを有するインサートピース６を挿入して溶接を行わせる。この場合、挿入するインサートピース６は炉外において製作されるために必要な開先加工も同時に施工した状態で挿入するが、接合される両側のブランケットバックプレート１は、前記のようにウオータージェット切断機またはレーザ加工機による切断面が平滑であることによりそのまま溶接を行わせても良好な溶接状態を得ることが可能になる。
【００１９】
また補修対象のブランケット数が少なくブランケットバックプレート１の切断箇所が少ない場合には、復旧の際の溶接に伴う収縮量も小さい。その際には炉内搬入前に炉外において図３に示すように補修のために炉外に取り出されるブランケットバックプレート１′の溶接部先端部に、再溶接の際に良好な溶接が行えるよう溶接トーチを挿入し得るスペースを確保させるための盛り上げ溶接を行い、図３に示す盛り上げ溶接部８を形成させておく。
【００２０】
次に上記溶接部８を形成させた状態のブランケットバックプレート（取り付け側）１′を炉内の所定位置に搬入し、溶接トーチ９によって炉内に残したブランケットバックプレート１と溶接接合させる。その際、ブランケットバックプレート１およびブランケットバックプレート（取り付け側）１′双方の切断面は前記インサートピース６挿入時と同様ウオータージェット切断機またはレーザ加工機による切断面が平滑であることにより、特に溶接のための開先加工を行う必要がない。
【００２１】
【発明の効果】
このように本願発明によれば上記実施例において説明したように、下記に示す効果を奏する。
（１）  供用後の核融合炉のブランケットバックプレートやブランケット脚部等肉厚の厚い板材の補修に際して、炉内残留側および炉外搬出側の双方ともに平滑な切断面が得られることにより再組み立て時に双方の板材ともに機械加工を行うことなく良好な溶接を行うことを可能にするとともに、放射性を有する切削屑の発生を低減し或いは発生した切削屑をほぼ完全に回収することを可能にする。
（２）  炉内での作業を精密な加工を行うことなく簡潔化したことにより、作業必要スペースを小さくし、遠隔操作によって的確に切断・再溶接を行うことを可能にしたとともに、放射線雰囲気における作業員の被曝防止或いは低減を行い得る。（３）  炉内での切削面の精密な機械加工を不要にしたことにより、溶接時の収縮に伴う寸法調整をインサートピースの挿入等によって容易にかつ的確に行うことを可能にする。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明に基づく板材の切断要領を示す図である。
【図２】本願発明に基づく板材の再溶接時においてインサートピースを使用した場合の溶接部の図である。
【図３】本願発明に基づく板材の再溶接時において外部に取り出した板材の溶接部先端に盛り上げ溶接部を形成した場合の溶接部の図である。
【図４】核融合炉ブランケットおよびブランケットバックプレートの構造を説明する図である。（図６におけるａ・ａ線矢視断面図）
【図５】核融合炉ブランケットおよびブランケットバックプレートの構造を説明する断面図である。
【図６】核融合炉ブランケット、ブランケットバックプレートおよび真空容器の形状を示す部分斜視図である。
【図７】従来の技術の例を示す図である。
【符号の説明】
１  ブランケットバックプレート
１′ブランケットバックプレート（取り外し側）
２  切断線
３  切断面
４  切断片
５  ウオータージェット切断機またはレーザ加工機
６  インサートピース
７，２６，２７  溶接部
８  盛り上げ溶接部
９  溶接トーチ
１１  炉内側
１２  炉外側
２０  プラズマ
２１  ブランケット
２２  間隙
２３  真空容器
２４  冷却水入口・出口管
２５  溶接線
１０１  内壁
１０２  外壁
１０３  リブ
１０４  当て板
１０５，１０６  接合部
１０７  レーザ等
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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