Manufacturing status of JT-60SA vacuum vessel and the related technology of welding

JT-60SA真空容器の製作とその溶接技術

芝間 祐介; 正木 圭; 櫻井 真治; 柴沼 清; 逆井 章

Shibama, Yusuke; Masaki, Kei; Sakurai, Shinji; Shibanuma, Kiyoshi; Sakasai, Akira

JT-60SA真空容器(150トン)について、製作現状を設計概念とともに紹介したうえで、製作に適用された溶接技術について述べる。真空容器は、プラズマを生成するために超高真空の空間を提供するトーラス型の容器である。真空容器は18のセクターからなり73の開口部を有する。大半径5.0m,高さ6.6mで、運転中に作用する電磁荷重に耐え得る高剛性の二重壁構造を採用している。構造材料に316L材を選定し、製作に用いる溶接技術を選定及び開発した。一様な溶接品質を得るために自動溶接を適用し、溶接変形を低減しつつ溶着量の増加を図る溶接条件を評価した。これらの結果をもとに、20度上半分セクターを試作し、製作手順,溶接変形の矯正,ジグの設計等に検討を経て、実機製作への見通しを得たので報告する。

This paper focuses on the JT-60SA vacuum vessel (VV, 150 tons) and presents manufacturing status of the VV with the design concept and the related technology of welding. The VV is a torus type vessel to ensure the sufficient ultrahigh vacuum space for core plasma and consists of 18 sectors with 73 port penetrations. The dimensions are the maximum major radius of 5.0 m and height of 6.6 m with a double wall structure to secure the stiffness against operational loads. The type 316L stainless steel is selected as a structural material and various welding technologies are developed. The weldment is mostly manipulated to achieve uniform welding quality and the welding conditions are evaluated to explore the distortion reduction, and to increase deposition rate. These resultants are applied to the 20 degree upper half mock-up and the manufacturing procedures, the correction of the welding distortion, and the optimization of constraint jigs are obtained.