Progress on design and development of ITER equatorial launcher; Analytical investigation and R&D of the launcher components for the design improvement

ITER水平ランチャーの設計及び開発の進展; 性能向上のための要素機器開発研究

高橋 幸司; 小林 則幸; 大森 順次; 鈴木 哲; 春日井 敦; 坂本 慶司

Takahashi, Koji; Kobayashi, Noriyuki; Omori, Junji; Suzuki, Satoshi; Kasugai, Atsushi; Sakamoto, Keishi

ITER水平ECランチャー設計の進展について、フロントシールド設計の信頼性向上と可動ミラーの改良設計の構造成立性及び駆動機構開発を中心に記述する。フロントシールドについては、熱的構造に関する改良設計に対して電磁力解析を実施し、支持構造設計の指針を得た。可動ミラーについては、構造の簡素化を目的とした改良設計に対して熱・構造解析と電磁力解析を行った。最大応力は内部のステンレス製冷却管内面にて得られ336MPaとなることがわかった。一方、電磁力に伴うミラー上のトルクは700Nmで、いずれの値もミラーの構造に影響を及ぼすものではなく解析的に構造成立性を示す結果である。また、ミラーモックアップの実熱負荷実験(3000ショット)や冷却水供給用スパイラル配管の繰返し応力負荷試験(10万回)により、実験的にも構造成立性を示す結果も得ている。駆動機構開発では、駆動源として検討している超音波モータの構成材(一部は代替材)の中性子照射実験を行い、ITER運転期間中に想定している照射量でも材料特性に劣化がほぼないといった結果を得るとともに、次世代核融合炉における使用可能性を示唆する結果も得た。

Progress on design of an ITER equatorial EC Launcher with analytical and R&D studies of the components is described. The modified design of the front shield module is proposed with electromagnetic and structure analysis. The analytical investigation of the modified steering mirror design shows that maximum temperature and stress intensity are 289C and 336 MPa on the mirror surface (copper alloy) and the inner surface of cooling tube (SS316) in the mirror, respectively. These results are less than allowable level. High heat irradiation experiment of the mirror mock-up and fatigue test of the spiral tube were carried out and their results convinced that the concept of the steering mirror structure was feasible. The results on neutron irradiation test of the composing material and the alternatives such as polyimide and liquid crystal polymer for an ultrasonic motor indicate that the motor with those materials is available for the ITER launcher.