Progress on design and R&D of ITER FW/blanket

ITERの第一壁・ブランケットの設計及びR&Dの進展

伊尾木 公裕*; 秋場 真人; Cardella, A.*; Daenner, W.*; Elio, F.*; 榎枝 幹男; Lorenzetto, P.*; 三木 信晴*; 大崎 敏雄*; Rozov, V.*; Strebkov, Y.*; Sysoev, G.*; 山田 政男*

Ioki, Kimihiro*; Akiba, Masato; Cardella, A.*; Daenner, W.*; Elio, F.*; Enoeda, Mikio; Lorenzetto, P.*; Miki, Nobuharu*; Osaki, Toshio*; Rozov, V.*; Strebkov, Y.*; Sysoev, G.*; Yamada, Masao*

ITERブランケットの20002001年における設計とR&Dにおける進展について報告する。ここではブランケットの主要な4つの部分(第一壁,シールド体,フレキシブル・サポート,電流接続体)に焦点をあてた。第一壁パネルにおけるディスラプション中の電磁力を銅やステンレス鋼を貫通するスロットによって低減した。また、最大荷重のハロー電流による第一壁の中央支持ビームにおける最大応力は許容値の範囲に入っている。最近のR&Dにより、実寸大第一壁パネルを標準的な製造方法であるHIPにより、製作することに成功した。シールド体については、ヘッダをプラズマ側に配置し、ラジアル方向の冷却チャネルに冷却水を供給している。シールド体は4つの鍛造ブロックから構成し、背面側で互いに電子ビーム溶接している。最近のR&Dでは、鍛造ブロックを、ドリルや機械加工及びプラグや溶接し、実寸大のシールド体を製作し、第一壁パネル(中央支持ビームつき)とともに組み立てることができた。ブランケットモジュールの接続体についても詳細な設計検討をすすめた。チタン合金のフレキシブル・サポートについては、座屈試験,疲労試験,動的応答試験(550kN)を実施した。電流接続体(280kA)についても、機械疲労や熱疲労の試験,ソレノイドコイル磁場中での通電試験を実施した。ブランケットの設計及びR&Dの進展により、コスト低減の見通しが得られたと同時に、設計の成立制とコンポーネントの製作性を確認した。

We report progress on the ITER-FEAT Blanket design and R&D during 2001-2002. Four major sub-components (FW, shield body, flexible support and electrical connection) have been highlighted. Regarding the FW, design on a separate FW panel concept has progressed, and heat load tests on a small-scale mock-up have been successfully performed with 0.7 MW/m, 13000 cycles. Full-scale separate FW panels (dimensions: 0.90.250.07 m) have been fabricated by HIPing and brazing. Regarding the shield body, a radial flow cooling design has been developed, and full-scale partial mock-ups have been fabricated by using water-jet cutting. A separate FW panel was assembled with one the shield body mock-ups. Regarding the flexible support, mill-annealed Ti (easier fabricability) alloy has been selected, and the remote assembly has been considered in the design. In mechanical tests, the requires buckling strength and mechanical fatigue characteristics have been confirmed. Regarding the electrical connection, one-body structure design without welding joints has been developed. Mechanical fatigue tests in the 3 directions, have been carried out, and thermal fatigue tests and electrical tests in a solenoidal magnetic field have been performed. Feasibility of the design has been confirmed. Through progress on design and R&D of the blanket, cost reduction has been achieved, and feasibility of design and fabricability of the components have been confirmed.