Welding technology R&D on port joint of JT-60SA vacuum vessel

JT-60SA真空容器のポート接続に関する溶接技術のR&D

芝間 祐介; 正木 圭; 櫻井 真治; 柴沼 清; 逆井 章; 大縄 登史男*; 荒木 隆夫*; 浅野 史朗*

Shibama, Yusuke; Masaki, Kei; Sakurai, Shinji; Shibanuma, Kiyoshi; Sakasai, Akira; Onawa, Toshio*; Araki, Takao*; Asano, Shiro*

JT-60SA真空容器のポート接続に関する溶接技術のR&Dについて発表する。真空容器はポート開口により計測機器等が容器内へアクセスできるように、73の多様な開口が、それぞれの目的に対応して設計されている。ポート開口は、製作上、設置位置より上下の垂直、上下の斜め、水平に分類される。ポート開口は現地で真空容器のポート管台に真空容器の組立後に溶接される。実際の接続時では、真空容器の熱遮蔽板やトロイダル磁場コイル等と同時期に実施する必要から、ポート開口の接続作業は真空容器の中からのアクセスに制限される。このうち、上下の垂直開口ではコーナー部曲率が50mmと小さく、さらに作業空間は狭隘で接続を困難にしているため、溶接トーチヘッドの可動性や溶接接続の健全性を検証する必要がある。本発表では、ポートとポート管台のモックアップを準備し、実際に溶接性を試験した、これら一連のR&Dについて報告する。TIG溶接ロボットを準備し、作業環境との干渉を避けての、健全な溶接接続の達成について詳しく紹介する。

This presentation focuses on the welding technology R&D between the JT-60SA vacuum vessel and the ports. The vacuum vessel is designed to allow port bore penetration to access the vessel inside for plasma diagnostics, and so on. There are various types of 73 ports and these are categorized by their locations; the upper/lower vertical, the upper/lower oblique, and the horizontal. Ports are onsite-welded onto the VV port stub after the assembly of the VV. This assembly sequence involves the out-vessel components such as VV thermal shield and toroidal field magnets, so that these ports welding are accessed from the inside of the vessel and limited by the internal port wall. The one of the most difficult ports are the upper vertical port with corner radius of 50 mm under narrow space, and it is necessary to clarify mobility of the weld torch head. The port weldability is discussed with the mock-up trial, which consists of the partial test pieces of the product size. The TIG welding manipulator, optimized for this R&D, is prepared by its operational simulation and examined not to interfere with the internal port wall.