Thermal hydraulics and mechanics research on fusion blanket system

核融合ブランケットシステムにおける熱流動・機械研究

江里 幸一郎; 関 洋治; 谷川 尚; 廣瀬 貴規; 鶴 大悟; 西 宏; 大楽 正幸; 横山 堅二; 鈴木 哲; 榎枝 幹男

Ezato, Koichiro; Seki, Yohji; Tanigawa, Hisashi; Hirose, Takanori; Tsuru, Daigo; Nishi, Hiroshi; Dairaku, Masayuki; Yokoyama, Kenji; Suzuki, Satoshi; Enoeda, Mikio

ITER機構が建設を進めている国際熱核融合実験炉ITERにおいては、核融合発電炉に向けたブランケットモジュールの工学試験を実施する予定である。本報告では原子力機構で実施している試験用ブランケットモジュール(TBM)に関する熱・流動・機械に関する研究開発,低放射化フェライト(F82H)製実長第1壁の製作や加熱試験及びブランケット内部の充填層に関する熱・機械特性評価研究に関する成果を報告する。TBM第1壁はF82H製矩形冷却管(15本)と平板を熱間等方加圧(HIP)法により製作した。加熱試験では15MPa280C以上の高温高圧水を第1壁内部の矩形冷却管に流動させ、実機熱負荷に近い0.5MW/m以上の熱負荷を繰り返し与えることにより、その接合部の健全性や除熱性能を確認した。

In-vessel components such as Blanket and Divertor in a fusion reactor have a function of exhausting high heat and particle loads in order to maintain the structural soundness of the reactor. In the International Thermonuclear Experimental Reactor called ITER, build by ITER Organization under the framework of collaboration of seven parties including Japan, there are two kinds of blanket systems will be install. One is a shield blanket, which consists of a first wall (FW) and a block module shielding against neutron flux to a vacuum chamber and a superconducting magnet system. The other blanket system is called as a Test Blanket Module (TBM). TBM is a kind of prototype blanket for a fusion power plant and has functions of breeding of tritium (T) and extraction of energy from fusion plasma. TBM consists of FW and T-breeding/neutron (n)-multiplier zone. A concept of TBM developed by JAEA is water-cooled pebble-bed type, which means that FW and other structures are cooled by pressurized high temperature water and T-breeding/n-multiplier zone consists of multiple layers of pebble bed made of T-breeding and n-multiplier material. This paper describes the status of R&Ds on FW and pebble beds from the view of thermo-hydraulics and mechanics.