Design progress of the ITER in-wall shielding

ITER真空容器壁内遮蔽体の設計進捗

森本 将明; 伊尾木 公裕; 寺澤 充水; Utin, Y.*

Morimoto, Masaaki; Ioki, Kimihiro; Terasawa, Atsumi; Utin, Y.*

壁内遮蔽は、ITER真空容器の二重壁間に設置される。主な目的は中性子遮蔽とトロイダルリップルの低減である。このためにボロン12%添加ステンレス鋼とフェライト鋼SS430が用いられる。最近の真空容器の設計進捗に適合するように壁内遮蔽の設計を見直した。その際、延性に乏しいボロン添加鋼に過大な力がかからないよう、構造を工夫した。また、想定される真空容器の製作誤差に対し、確実に組立ができるよう、部材の寸法や、部材間のギャップを決定した。ディスラプション時に作用する電磁力が極小になるように遮蔽体の構造や固定方法を工夫した。電磁力解析の結果、遮蔽体に作用する電磁力は十分に小さいことがわかり、設計の妥当性が裏付けられた。また、フェライト鋼に作用する静磁力も電磁力解析により求めた。これらの電磁力荷重に対し構造解析を実施し、応力が許容値を下回ることを確認した。以上の検討により、シンプルで強固な遮蔽体を設計することができた。

The ITER in-wall shielding is mounted in between the double walls of the Vacuum Vessel. Boron-doped stainless steel and SS430 ferritic steel are used. The design improvement of the in-wall shielding has focused on reducing electromagnetic forces acting on shielding blocks. It has been found that the calculated electromagnetic forces have been significantly reduced. Magnetization forces have also been calculated for ferromagnetic inserts. Based on these load conditions, structural analyses have been performed and structural integrity has been validated. Shapes of boron-doped shielding plates which have low ductility are carefully designed to prevent excessive stress concentrations and not to take high mechanical loads. This makes shielding plate design simpler and more robust. Suitable dimensions and gaps between shielding blocks and between shielding block and the VV have been designed to fit to tolerances of the VV.