JT-60SAの下側ダイバータの設計と開発

Design and development of lower divertor for JT-60SA

櫻井 真治; 東島 智; 芝間 祐介; 林 孝夫; 尾崎 豪嗣; 正木 圭; 増尾 大慈*; 柴沼 清; 逆井 章; JT-60SAチーム

Sakurai, Shinji; Higashijima, Satoru; Shibama, Yusuke; Hayashi, Takao; Ozaki, Hidetsugu; Masaki, Kei; Masuo, Hiroshige*; Shibanuma, Kiyoshi; Sakasai, Akira; JT-60SA Team

JT-60SAの下側ダイバータには最大で15MW/mに達する熱負荷の除熱能力と遠隔保守への対応が要求される。放射促進による熱負荷低減のため、ITERと同様に垂直ダイバータターゲットとVコーナー付きのプライベートドームを採用する。水平大口径ポートからの搬入出が可能なように、トロイダル方向に10度の幅を持つ36個のカセットから構成され、各カセットは真空容器底部の3か所の固定座で支持される。カセットには遠隔保守装置で切断と溶接が可能な配管接続部を設け冷却水ヘッダと接続する。ダイバータ板は運転初期には、おもに水冷ヒートシンクにCFCタイルをボルト固定した方式を用いるが、ロウ付けによるCFCモノブロックターゲットを部分的に導入し、加熱装置の整備に合わせて置換していく。本講演では、遠隔保守対応設計の詳細,ヒートシンクの熱応力解析,電磁力及び構造解析の結果と、ヒートシンクやモノブロックターゲットの試作試験結果などについて報告する。

Heat removal for heat flux of 15MW/m and compatibility with remote handling maintenance are required for the lower divertor in JT-60SA. Vertical divertor targets and a private dome with V-shaped corner similar to ITER are applied to reduce heat flux by radiation enhancement. The lower divertor consists from 36 divertor cassettes with toroidal width of 10 degree for transporting through large horizontal port of vacuum vessel (VV). Each cassette is fixed on the three supports at bottom of VV. The cassette has coolant pipe connections to the coolant pipe headers in VV. The pipe connection can be cut and welded by remote handling tools. Although bolted CFC tiles on water cooled copper alloy heatsinks will be adopted for most part of divertor targets in the initial operation phase, brazed CFC monoblock targets will be applied partially. The bolted CFC targets will be replaced to CFC monoblock targets in accordance with increment of plasma heating power.