Consideration on blanket structure for fusion DEMO plant at JAERI

原研における発電実証プラントのブランケット構造に関する考察

西尾 敏; 大森 順次*; 黒田 敏公*; 飛田 健次; 榎枝 幹男; 鶴 大悟; 廣瀬 貴規; 佐藤 聡; 河村 繕範; 中村 博文; 佐藤 正泰; 発電実証プラント検討チーム

Nishio, Satoshi; Omori, Junji*; Kuroda, Toshimasa*; Tobita, Kenji; Enoeda, Mikio; Tsuru, Daigo; Hirose, Takanori; Sato, Satoshi; Kawamura, Yoshinori; Nakamura, Hirofumi; Sato, Masayasu; DEMO Plant Design Team

2020年頃の運転開始を想定したトカマク型発電実証プラントのブランケットについて構造体としての側面から考察を行った。比較的近未来を想定しているため前提となる要素技術に過度に先進的と考えられる技術を導入することは避けた。特に留意した点は、高い稼働率の実現に鑑みてブランケットの保守方式にはセクター一括引き抜きのいわゆる、ホットセルメインテナンス方式を導入した。本方式を導入することによって強固な電磁力支持構造を確保しながら要求されるトリチウム増殖率を確保し、前述の高稼働率を得る見通しが得られた。

The design guideline for the blanket is decided to meet the mission of the DEMO plant which is expected to use technologies to be proven by 2020 and present an economical prospect of fusion energy in the operational time of the reactor. To moderate the technological extrapolation, the structural material of reduced activation ferritic steel (F82H), ceramic tritium breeder of LiTiO and neutron multiplier of Be are introduced. To improve the economical aspect, the coolant material of the supercritical water with inlet/outlet temperatures of 280/510C, coolant pressure of 25 MPa is chosen. Resultantly the thermal efficiency of 41% is achieved. To obtain higher plasma performance, MHD instabilities suppressing shell structure is adopted with structural compatibility to the blanket structure. To meet higher plant availability requirement (more than 75%), the hot cell maintenance approach is selected for the replaceable power core components.