Engineering and maintenance studies of the ITER diagnostic upper port plug

ITER計測上部ポートプラグの工学及び保守の研究

佐藤 和義; 大森 順次; 近藤 貴; 波多江 仰紀; 梶田 信*; 石川 正男; 閨谷 譲; 海老沢 克之*; 草間 義紀

Sato, Kazuyoshi; Omori, Junji; Kondoh, Takashi; Hatae, Takaki; Kajita, Shin*; Ishikawa, Masao; Neyatani, Yuzuru; Ebisawa, Katsuyuki*; Kusama, Yoshinori

ITERの計測装置は、中性子遮蔽構造を兼ね備えたポートプラグと呼ばれる構造体に組み込まれる。日本が調達を予定している上部ポートプラグは長さ約6m,重量約22tの片持ち構造であるため、構造健全性を評価することは必須である。このため、ディスラプション時における電磁力解析結果をもとに三次元モデルを用いて変位及び応力を評価した。ポートプラグ先端に荷重を与え静/動解析により変位量を求めたところ、最大変位約9mm,動的拡大係数1.45が得られた。これはポートとの隙間20mmに対して製作・組立誤差を考慮すると設計裕度はほとんど見込めない。このため、ブランケット遮蔽モジュール先端にスリットを3本設け電磁力の低減を図ったところ、変位量は5mm以下に低減できることがわかった。一方応力については、局所的に高応力箇所は認められたものの、補強等で低減できる範囲であることがわかった。以上の結果から、ポートプラグは応力上の問題はなく、変位抑制対策を取ることで健全性を確保できる見通しを得た。また、ポートプラグの保守・組立時のシナリオについて検討し、内部フレーム及び把持機構を設けることにより、シナリオが成立する見通しを得た。

Engineering analyses have been performed for the representative diagnostic upper port plug of ITER. Maintenance and integration design have been also carried out for the diagnostic components to be installed in the upper port plug. From the electromagnetic and structural analyses, it has come up an important problem to suppress the displacement of the upper port plug rather than to reduce the produced stress. Reducing the EM force will help to decrease the severity of potential displacement. Maximum displacement of the port plug decreases with increasing in the number of slits in a manner that the displacement would seem to be less than the design tolerance. A proposed low body roller and inner frame may enhance maintenance and integration. These studies and designs have established the design basis for the diagnostic upper port plug.