(57)【要約】      （修正有）【課題】ポロイダル方向、ラディアル方向にスリットが設けられているブランケットに、施工の容易な冷却水流路を形成すること、及び効率良く熱応力緩和のできる冷却水流路を得ること。【解決手段】区画された各遮蔽体の第一壁と接する前面部に夫々ヘッダー１１を上下左右４個設け、各ヘッダー１１から遮蔽体５のラディアル方向に多数の先止まりの円筒穴１３を並列に穿設し、それを縦穴１４にて連絡すると共にその縦穴同士をさらに横穴１５にて連絡し、前記各円筒穴１３にはヘッダーから内管１６を挿入しその基端を円筒穴１３の開口端に溶接固定して、内管１６と円筒穴１３とで往復する二重の冷却水流路１７を形成し、前記各遮蔽体５の４個のヘッダー１１の内上側左右の隣接する２個のヘッダー１１のみ連通し、連通しない下側左右の隣接する２個のヘッダー１１にはラディアル方向で冷却水導入穴１８と冷却水排出穴１９を設ける。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポロイダル方向とラディアル方向にスリットが設けられ、ポロイダル方向のスリットで区画された各々の第一壁と遮蔽体とが分離されて、夫々第一壁の支持脚が遮蔽体に貫通されたブランケットにおいて、区画された各遮蔽体の第一壁と接する前面部に夫々ヘッダーを上下左右４個設け、各ヘッダーから遮蔽体のラディアル方向に多数の先止まりの円筒穴を並列に穿設し、並列の各円筒穴は前記へッダー近傍位置でポロイダル方向に穿設した縦穴にて連絡すると共にその縦穴同士をトロイダル方向に穿設した横穴にて連絡し、前記各円筒穴にはへッダーから円筒穴より短く円筒穴の内径よりも小さい外径の内管を挿入しその基端を円筒穴の開口端に溶接固定して、内管と円筒穴とで往復する二重の冷却水流路を形成し、前記各遮蔽体の４個のへッダーの内上側左右の隣接する２個のへッダーのみ連通し、連通しない下側左右の隣接する２個のへッダーにはラディアル方向で冷却水導入穴と冷却水排出穴を設けて成る核融合炉のブランケットモジュール構造。
【請求項２】
請求項１記載の核融合炉のブランケットモジュール構造において、各遮蔽体に貫通された第一壁の支持脚の上下に夫々第一壁の冷却水流路に連なる冷却水供給路と冷却水排出路を設け、各冷却水供給路はブランケット裏面のポロイダル方向の左右の凹部に夫々配した冷却水母管の一方の冷却水母管に接続した給水管と連通し、各冷却水排出路は連絡管にて各遮蔽体の冷却水導入穴と連通し、各遮蔽体の冷却水排出穴は他方の冷却水母管に接続した排水管と連通したことを特徴とする核融合炉のブランケットモジュール構造。
【請求項３】
請求項２記載の核融合炉のブランケットモジュール構造において、各冷却水母管に接続した給水管、排水管を、ブランケット裏面の上部と下部に点対称に形成した屈曲循環凹部内に配設したことを特徴とする核融合炉のブランケットモジュール構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、効率良く熱応力を緩和できる核融合炉のブランケットモジュール構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の核融合炉のブランケットモジュール構造においては、電磁力低減のためにポロイダル方向（縦方向）、ラディアル方向（厚さ方向）にスリット（最長２００ｍｍ程度）を設けており、さらには電導性の良い銅材から成る第一壁と遮蔽体とを分離する分離型構造を採っている。
【特許文献１】特開２０００−２４１５７８号公報
【０００３】
ポロイダル方向、ラディアル方向にスリットが設けられていると、冷却材流路はポロイダル方向やトロイダル方向に形成されるため、複雑に屈曲した連絡流路が必要となり、施工が極めて厄介なものとなる。さらに第一壁と遮蔽体とを分離した分離構造を採ると、第一壁の支持脚部を遮蔽体に貫通することとなり、ブランケットの裏面はいやがうえにも一層複雑な凹凸形状を余儀なくされる。なぜなら、ブランケットの裏面には、プラズマ側と異なり冷却母管群や冷却母管群より冷却水をブランケットに供給するためのブランチと呼ばれる給水、排水管、並びにブランケットを真空容器に固定するための固定治具等の構造物を設ける必要があり、凹凸部が形成されているからである。このようにブランケットの裏面が一層複雑な凹凸形状となると、遮蔽体のポロイダル方向やトロイダル方向に冷却材流路を形成することが益々困難となるばかりか、中性子負荷から生じる核発熱に対して効率良く熱応力緩和のできる冷却材流路を得ることができなくなる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
解決しようとする問題点は、ポロイダル方向、ラディアル方向にスリットが設けられているブランケットに施工の容易な冷却水流路を形成できない点及び効率良く熱応力緩和のできる冷却水流路を得ることができない点である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の核融合炉のブランケットモジュール構造は、ポロイダル方向とラディアル方向にスリットが設けられ、ポロイダル方向のスリットで区画された各々の第一壁と遮蔽体とが分離されて、夫々第一壁の支持脚が遮蔽体に貫通されたブランケットにおいて、区画された各遮蔽体の第一壁と接する前面部に夫々ヘッダーを上下左右４個設け、各ヘッダーから遮蔽体のラディアル方向に多数の先止まりの円筒穴を並列に穿設し、並列の各円筒穴は前記ヘッダー近傍位置でポロイダル方向に穿設した縦穴にて連絡すると共にその縦穴同士をトロイダル方向に穿設した横穴にて連絡し、前記各円筒穴にはヘッダーから円筒穴より短く円筒穴の内径よりも小さい外径の内管を挿入しその基端を円筒穴の開口端に溶接固定して、内管と円筒穴とで往復する二重の冷却水流路を形成し、前記各遮蔽体の４個のヘッダーの内上側左右の隣接する２個のヘッダーのみ連通し、連通しない下側左右の隣接する２個のヘッダーにはラディアル方向で冷却水導入穴と冷却水排出穴を設けて成るものである。
【０００６】
上記本発明の核融合炉のブランケットモジュール構造において、各遮蔽体に貫通された第一壁の支持脚の上下に夫々第一壁の冷却水流路に連なる冷却水供給路と冷却水排出路を設け、各冷却水供給路はブランケット裏面のポロイダル方向の左右の凹部に夫々配した冷却水母管の一方の冷却水母管に接続した給水管と連通し、各冷却水排出路は連絡管にて各遮蔽体の冷却水導入穴と連通し、各遮蔽体の冷却水排出穴は他方の冷却水母管に接続した排水管と連通したものが好ましい。
【０００７】
前記のブランケットモジュール構造において、各冷却水母管に接続した給水管、排水管はブランケット裏面の上部と下部に点対称に形成した屈曲循環凹部内に配設していることが好ましい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の核融合炉のブランケットモジュール構造は、ブランケットのラディアル方向に往復する二重の冷却水流路を形成しているので、ブランケットのポロイダル方向、ラディアル方向にスリットが設けられていても、その冷却水流路の製作はブランケットの厚さ方向への円筒穴の穴明けとその円筒穴への内管の挿入・溶接固定により、容易にできる。また、ブランケットの裏面に凹凸があっても上記の冷却水流路はブランケットの厚さ方向でその長さを調整できるので、その製作に支障を来たすことはない。従って、ブランケットモジュールが例えばプラズマの上部に位置する弯曲形状の場合でも上記冷却水流路の製作は容易である。さらに上記冷却水流路は、ポロイダル方向、トロイダル方向の間隔を狭くできるので、遮蔽体の熱応力緩和には極めて有効であり、その上第一壁直後のブランケットの前面部にヘッダーを設けているので、遮蔽体は効率の良い熱応力緩和を達成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
ポロイダル方向とラディアル方向にスリットが設けられ、ポロイダル方向のスリットで区画された各々の第一壁と遮蔽体とが分離されて、夫々第一壁の支持脚が遮蔽体に貫通されたブランケットにおいてその遮蔽体の前面部にヘッダーを設けると共にそのヘッダーから遮蔽体のラディアル方向に往復する二重の冷却水流路を並列に多数形成した。
【実施例１】
【００１０】
本発明の核融合炉のブランケットモジュール構造の実施例を図面を参照して説明する。図１はブランケット１の分解斜視図で、この図１で判るようにブランケット１のポロイダル方向（縦方向）にスリット２、ラディアル方向（厚さ方向）にスリット３が設けられ、ポロイダル方向のスリット２で区画された各々の第一壁４と遮蔽体５とが分離されて、夫々第一壁４の支持脚６が遮蔽体５の中央に形成した取付穴７に貫通され、図２に示す遮蔽体５の裏面の凹部８で係止ブロック９と左右のボルト１０にて固定されている。このブランケット１において、区画された各遮蔽体５の第一壁４と接する前面部に図１の右半に示すように夫々ヘッダー１１を上下左右４個形成し、その前面開口に塞ぎ板１２を溶接している。各ヘッダー１１から遮蔽体５のラディアル方向に図３に示すように多数の先止まりの円筒穴１３を左右２列ずつ穿設し、この左右２列の各円筒穴１３は前記ヘッダー近傍位置でポロイダル方向に穿設した縦穴１４にて連絡し、また所要の高さ位置の円筒穴１３をヘッダー近傍位置でトロイダル方向（横方向）に穿設した横穴１５にて連絡する。前記各円筒穴１３にはヘッダー１１から図４に示すように円筒穴１３より短く円筒穴１３の内径よりも小さい外径の内管１６を挿入し、その内管１６の基端を円筒穴１３の開口端に溶接して、ヘッダー１１と内管１６とを連通し、内管１６と円筒穴１３で往復する二重の冷却水流路１７を形成する。前記各遮蔽体５の４個のヘッダー１１の内、上側左右の隣接する２個のヘッダー１１のみ図１、図３に示すように隔壁の一部を除去して連通し、連通しない下側左右の隣接する２個のヘッダー１１にはラディアル方向（厚さ方向）で冷却水導入穴１８と冷却水排出穴１９を設ける。そして冷却水排出穴１９は図５に示すように隣りに遮蔽体５を有する場合、その遮蔽体５側の冷却水導入穴１８と接続する。尚、各遮蔽体５の４個のヘッダー１１内には図１、図３に示すように冷却水の流動を案内するリブ２０を適宜設ける。
【００１１】
各遮蔽体５の取付穴７に貫通された第一壁４の支持脚６の上下には図６に示すように夫々第一壁４の冷却水流路（図示せず）と連なる冷却水供給路２１と冷却水排出路２２を設ける。各冷却水供給路２１は図６の仮想線に示すようにブランケット１の裏面の左右のポロイダル方向の凹部２３、２４に夫々配した冷却水母管２５、２６の一方の冷却水母管２５に接続した給水管２７と連通する。各冷却水排出路２２は図６の仮想線に示すように連絡管２８にて左右両外側の遮蔽体５の冷却水導入穴１８と連通し、左右両内側の遮蔽体５の冷却水排出穴１９は他方の冷却水母管２６に接続した排出管２９と連通する。
【００１２】
上記の冷却水母管２５、２６に接続した給水管２７、排水管２９は、図６に示すように上下左右にくねっており、ブランケット１の裏面の中央部の上下に点対称に形成した屈曲循環凹部３０、３１内に配設してあり、その給水管２７、排水管２９は各々ブランケット裏面の中央部における中間で左右に分岐してある。
【００１３】
上記のように構成された本発明の核融合炉のブランケットモジュール構造において、冷却水は図６に示すブランケット１の裏面の一方の冷却水母管２５より給水管２７に導入され、給水管２７の中間で左右に分岐されて流れ、夫々中央寄りの第一壁４の支持脚６の上側の冷却水供給路２１を通って第一壁４の冷却水流路（図示せず）を流れて第一壁４を冷却する。中央寄りの第一壁４を冷却後、冷却水は第一壁４の支持脚６の下側の冷却水排出路２２を通って両端の第一壁４の支持脚６の上側の冷却水供給流路２１を通って第一壁４の冷却水流路を流れて第一壁４を冷却する。両端の第一壁４を冷却後、冷却水は第一壁４の支持脚６の下側の冷却水排出路２２を通って、図７に示す連絡管２８を経て左右両外側の遮蔽体５の冷却水導入穴１８に入り、ここからその遮蔽体５の前面部のヘッダー１１に入る。即ち、冷却水導入穴１８から図８に示す上下左右４個のヘッダー１１の内、下部右側のヘッダー１１に入る。この下部右側のヘッダー１１に入った冷却水は、左右２列の各内管１６内に図９の矢印の如く夫々流入し、内管１６の先端から先止まりの円筒穴１３に入って矢印の如く反転し、内管１６の外周側を通って流れる。つまり二重の冷却水流路１７を流れる。そして冷却水は各円筒穴１３からそれらを連絡した図８に示す縦穴１４及び横穴１５を流れ、右側の縦穴１４から上部右側のヘッダー１１の位置における縦穴１４及び横穴１５を経て左右２列の各円筒穴１３に入る。各円筒穴１３に入った冷却水は図１０の矢印の如く内管１６の外周側を流れ、内管１６の先端で矢印の如く反転し、内管１６内を流れる。つまり二重の冷却水流路１７を前記とは逆に流れる。そして冷却水は上部右側のヘッダー１１に入る。この上部右側のヘッダー１１に入った冷却水は、ヘッダー１１が図８で判るように上部左側のヘッダー１１と連通しているので、この上部左側のヘッダー１１に矢印の如く流れる。上部左側のヘッダー１１に入った冷却水は左右２列の各内管１６内に図９の矢印の如く夫々流入し、内管１６の先端から先止まりの円筒穴１３に入って矢印の如く反転し、内管１６の外周側を通って流れる。そして冷却水は各円筒穴１３からそれらを連絡した縦穴１４及び横穴１５を流れ、図８に示す左側の縦穴１４から下部左側のヘッダー１１の位置における縦穴１４及び横穴１５を経て左右２列の各円筒穴１３に入る。各円筒穴１３に入った冷却水は図１０の矢印の如く内管１６の外周側を流れ、内管１６の先端で矢印の如く反転し、内管１６内を流れる。そして冷却水は下部左側のヘッダー１１に入る。この下部左側のヘッダー１１に入った冷却水は図５に示す冷却水排出穴１９に入り、ここから隣りの遮蔽体５における下部右側のヘッダー１１における冷却水導入穴１８に通ってヘッダー１１に入る。こうして図３に示す隣りの遮蔽体５における下部右側のヘッダー１１に入った冷却水は、前記と同様に下部右側のヘッダー１１から二重の冷却水流路１７及び上部右側のヘッダー１１の位置における二重の冷却水流路１７を経て上部右側のヘッダー１１へと流れ、上部右側のヘッダー１１から上部左側のヘッダー１１へと直接流れ、その位置における二重の冷却水流路１７及び下部左側のヘッダー１１の位置における二重の冷却水流路１７を経て下部左側のヘッダー１１へと流れ、ここから冷却水排出穴１９を通って図６に示すブランケット１の裏面の排水管２９の一方の分岐管に入る。以上ブランケット１の右半部の左右の遮蔽体５内の冷却水の流れを説明したが、ブランケット１の左半部の遮蔽体５内の冷却水も上記と同様に流れ、冷却水排出穴１９を通って図６に示すブランケット１の裏面の排水管２９の他方の分岐管に入る。こうして両分岐管に入った冷却水は一本の排水管２９に合流し、この排水管２９からブランケット１の裏面の他方の冷却水母管２６に排出される。
【００１４】
上記のように本発明の核融合炉のブランケットモジュール構造では、冷却水が遮蔽体５のラディアル方向に形成した並列多数の二重の冷却水流路１７及び第一壁と接する前面部に設けたヘッダー１１を流れるので、遮蔽体５は効率の良い熱応力緩和が達成される。
【産業上の利用可能性】
【００１５】
ポロイダル方向、ラディアル方向にスリットを有しないブランケットにも適用でき、あらゆるブランケットモジュールの遮蔽体の効率の良い熱応力緩和の実現に寄与できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の核融合炉のブランケットモジュール構造におけるブランケットの分解斜視図である。
【図２】図１のブランケットにおける遮蔽体の裏面を示す斜視図である。
【図３】図１のブランケットの右半部の遮蔽体のヘッダーの正面図で、ヘッダーから遮蔽体のラディアル方向に先止まりの円筒穴を左右２列ずつ穿設した状態を示すものである。
【図４】ヘッダーから遮蔽体のラディアル方向に穿設した先止まりの円筒穴に内管を挿入しその基端を円筒穴の開口端に溶接固定した状態を示す横断面図である。
【図５】図１のＡ−Ａ線横断面図である。
【図６】図２のブランケットの裏面において第一壁の支持脚の上下に設けられた冷却水供給路、冷却水排出路を給水管、排水管を介して冷却水母管に接続した状態を示す斜視図である。
【図７】図１のＢ−Ｂ線横断面図である。
【図８】ブランケットの右半部外側の遮蔽体のヘッダーの正面図である。
【図９】ヘッダーから遮蔽体のラディアル方向に形成した二重の冷却水流路への冷却水の流れを示す横断面図である。
【図１０】遮蔽体のラディアル方向に形成した二重の冷却水流路からヘッダーへの冷却水の流れを示す横断面図である。
【符号の説明】
【００１７】
１    ブランケット
２、３    スリット
４    第一壁
５    遮蔽体
６    支持脚
７    取付穴
８    凹部
９    係止ブロック
１０    ボルト
１１    ヘッダー
１２    塞ぎ板
１３    円筒穴
１４    縦穴
１５    横穴
１６    内管
１７    二重の冷却水流路
１８    冷却水導入穴
１９    冷却水排出穴
２０    リブ
２１    冷却水供給路
２２    冷却水排出路
２３、２４    凹部
２５、２６    冷却水母管
２７    給水管
２８    連絡管
２９    排水管
３０、３１    屈曲循環凹部
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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