JT-60SAにおけるクライオスタットの設計の現状と上蓋の構造解析

Design status of JT-60SA cryostat and structual analysis of top lid

中村 誠俊; 芝間 祐介; 正木 圭; 逆井 章

Nakamura, Shigetoshi; Shibama, Yusuke; Masaki, Kei; Sakasai, Akira

サテライトトカマク装置(JT-60SA)は、国際熱核融合実験炉(ITER)への支援研究,原型炉に向けた補完研究を担う。JT-60SAの機器のうち、真空断熱,放射線遮蔽及び主要機器を支持するクライオスタットの設計の現状と、その上蓋の構造健全性について報告する。クライオスタットはベース部及び胴部で構成され、胴部の上蓋で最終閉止する。ベース部は既に製作中であるが、胴部は設計中である。クライオスタットでは内部を10Paまで排気して真空断熱するため、組立て後に真空シール溶接をする。通常運転時には大気圧の他に、熱荷重及び電磁力が作用する。上蓋の構造健全性は、ボルト締結,真空シール溶接等を考慮して評価する必要がある。各荷重により発生する応力を分類したうえで健全性を評価し、必要に応じて補強を検討したので、その結果を報告する。

The JT-60SA project is to contribute to realization of fusion energy by supporting exploitation of ITER and by complementing ITER and engineering issues for DEMO reactors. A main component, providing vacuum insulation, radiation shield, and components' support, is cryostat. Cryostat split in two major segments; base and vessel. The base is under the manufacturing, and the vessel is still in designing. We present design status of entire cryostat and structural analysis of the top lid, which is final part to close the cryostat vessel. To achieve vacuum insulation of 10Pa each mechanical joints' flanges of cryostat segments are lightly welded as vacuum sealing. The normal load conditions consist of; atmospheric pressure, heat load and electromagnetic force. The top lid of the cryostat is also required of the sufficient integrity and the certain stiffness to protect the sealing weldment. We present the structural integrity clarified by stress evaluation and adequate reinforcements.