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論文

Analysis on ex-vessel loss of coolant accident for a water-cooled fusion DEMO reactor

渡邊 和仁; 中村 誠; 飛田 健次; 染谷 洋二; 谷川 尚; 宇藤 裕康; 坂本 宜照; 荒木 隆夫*; 浅野 史朗*; 浅野 和仁*

Proceedings of 26th IEEE Symposium on Fusion Engineering (SOFE 2015), 6 Pages, 2016/06

水冷却方式の核融合原型炉において、真空容器外でブランケット冷却配管が破断した場合、高温・高圧の蒸気が建屋区画内に放出されるため、加圧により放射性物質が建屋区画外に放散される可能性がある。そこで、本研究ではこの事象(真空容器外冷却材喪失事象)に対し、3つの閉じ込め障壁案を提案した。これらの案に対して事故解析コードである「MELCOR」の核融合向け改良版を使用した熱水力解析を実施し、各案が成立する条件を明らかにした。

論文

Welding technology on sector assembly of the JT-60SA vacuum vessel

芝間 祐介; 岡野 文範; 柳生 純一; 神永 敦嗣; 三代 康彦; 早川 敦郎*; 佐川 敬一*; 持田 務*; 森本 保*; 濱田 崇史*; et al.

Fusion Engineering and Design, 98-99, p.1614 - 1619, 2015/10

 被引用回数:2 パーセンタイル:66.76(Nuclear Science & Technology)

現在、建設中のJT-60SA装置では、高さ6.6m、大半径5mの二重壁トーラス構造で真空容器(150tons)を製作する。容器を10個のセクターに分割して製作し、これら分割セクターの製作が2014年に完了した。製作したセクターを現地で接続する段階にあり、この接続の初期では、セクターを直接突き合わせて溶接接続する。二つのセクター間を溶接接続するためには、溶接に必要な目違いやギャップの許容量を把握するという課題がある。他方、現地の組み立てでは、これらの許容量を満足するように管理されなければならない。本報告では、真空容器の最終セクターを含む組立方法の詳細について報告する。更に、分割製作されたセクターを直接接続する溶接技術、最終セクターの部分モックアップ溶接試験の結果を議論するとともに、現地製作の現状も報告する。

論文

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

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*

Fusion Engineering and Design, 88(9-10), p.1916 - 1919, 2013/10

 被引用回数:2 パーセンタイル:72.96(Nuclear Science & Technology)

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。

論文

Fundamental welding R&D results for manufacturing vacuum vessel of JT-60SA

浅野 史朗*; 奥山 利久*; 大縄 登史男*; 柳 寛*; 江尻 満*; 金原 利雄*; 市橋 公嗣*; 菊池 淳史*; 水牧 祥一*; 正木 圭; et al.

Fusion Engineering and Design, 86(9-11), p.1816 - 1820, 2011/10

 被引用回数:9 パーセンタイル:30.67(Nuclear Science & Technology)

JT-60SA真空容器の実機製作が2009年11月より東芝にて開始されている。製作に先立ち、溶接要素のR&Dを三段階で実施している。第一段階として溶接法のスクリーニングを行った。第二段階として、直線及び曲線部について1m規模の試作を経て、溶接電圧及び電流、施工時の被溶接体設置精度、溶接手順、開先形状等の条件に起因する溶接変形と品質の依存性を精査した。さらに、低入熱での溶接条件を精査した。最終段階として、製作手順の確立として20度セクター上半分のモックアップを試作し、既に確認している。本発表では、特に第一段階と第二段階でのR&Dの結果を中心に説明する。

論文

Development of insulation technology with cyanate ester resins for ITER TF coils

辺見 努; 小泉 徳潔; 松井 邦浩; 奥野 清; 西村 新*; 酒井 正弘*; 浅野 史朗*

Fusion Engineering and Design, 84(2-6), p.923 - 927, 2009/06

 被引用回数:13 パーセンタイル:26.02(Nuclear Science & Technology)

ITER-TFコイルでは運転期間中に中性子照射量10$$^{22}$$n/m$$^{2}$$に耐える絶縁材料が要求されている。そのため、従来の広く用いられているエポキシ系樹脂ではなく、耐放射性が高いシアネートエステル(CE)樹脂の適用が検討されている。原子力機構では、ITER-TFコイルに対する適用性を検証するため、CE樹脂を用いた含浸技術の開発を実施している。本報告では、TFコイルの絶縁構成を模擬して実施した含浸試験の結果について述べる。

口頭

ITER-TFコイル製作技術に関する開発研究

辺見 努; 小泉 徳潔; 松井 邦浩; 濱田 一弥; 高橋 良和; 中嶋 秀夫; 奥野 清; 久野 和雄*; 野元 一宏*; 酒井 正弘*; et al.

no journal, , 

原子力機構では、今年度からITER-トロイダル磁場(TF)コイルの調達活動を開始する。ITER-TFコイルは、ITER-EDAの一環として開発されたTFモデルコイル(TFMC)の約3倍の大きさである。TFMCの開発において、基礎的な製作技術は実証されたが、スケール・アップによる新たな技術課題も生じている。これらを解決するために、高精度D型自動巻線試作,絶縁材含浸試験,カバー・プレート(CP)溶接変形試験等を実施している。本発表では、これらの試作及び実証試験の結果について報告する。

口頭

JT-60SA真空容器の試作

浅野 史朗*; 江尻 満*; 柳 寛*; 市橋 公嗣*; 菊池 淳史*; 水牧 祥一*; 奥山 利久*; 正木 圭; 芝間 祐介; 片山 雅弘*; et al.

no journal, , 

現在東芝では、JT-60SA真空容器の試作に引き続き実機製作を進めている。この実機の製造手順と溶接条件を実証するために実施した真空容器20$$^{circ}$$セクター上半分に相当する部分を試作した。真空容器は、高さ6.6m,外径9.95m,胴部重量約150tonで材質は低コバルト仕様のSUS316Lである。二重壁構造を有しており、内外壁間には補強部材としてポロイダルリブは設置される。試作範囲は20$$^{circ}$$セクター上半分であり、これらの溶接には、(1)内壁間及び外壁間,(2)リブ-内壁間,(3)リブ-外壁間、の三種類の溶接部位に対してそれぞれ異なる溶接方法を適用する。試作では、溶接変形量などの基礎データを取得し、製造手順と治工具設計の最適化を進めた結果、実機の製造方法を確立することができた。

口頭

JT-60SA真空容器の実機製作

浅野 史朗*; 江尻 満*; 奥山 利久*; 柳 寛*; 菊地 淳史*; 水牧 祥一*; 芝間 祐介; 正木 圭; 逆井 章

no journal, , 

JT-60SAは、国際熱核融合実験炉(ITER)のサテライトトカマク装置で、欧州との国際協力の下に現在建設中にある。JT-60SAの機器のうち真空容器の製作の現状と、その溶接部の機械特性について報告する。20度上半分モックアップの試作を含む数々のR&Dをもとに、JT-60SAの真空容器実機製作を2009年より東芝において開始している。真空容器の断面はD型で、低コバルトSUS316Lで製作する。容器高さ9.95m、容器大半径6.6mで、重量150トンである。2009年より実機20度セグメントのインボード(IB)部及びアウトボード(OB)部の製作を開始し、10分割で構成されるセクターのうち、40度セクターを構成する20度IBセグメント同士及び20度OBセグメント同士を接続する大規模な溶接工程にこの12月から入る。また、2011年から1体目の40度IB部と40度OB部を接続する溶接施工を原子力機構の那珂核融合研究所の真空容器組立棟で行う予定である。ポスター発表では、R&Dで得られた試験結果から、溶接部の機械特性について紹介しつつ、これらの製作の現状を中心に報告する。

口頭

JT-60SA真空容器の重力支持脚座屈解析

江尻 満*; 喜多村 和憲*; 荒木 隆夫*; 大森 順次*; 浅野 史朗*; 早川 敦郎*; 芝間 祐介; 正木 圭; 逆井 章

no journal, , 

トカマク型核融合装置のプラズマ運転では電磁力が載荷され、また、ベーキング運転を行うために熱荷重も作用する。このため、重力支持脚では、自重だけでなく、これらの設計値を満足する構造健全性を有する必要がある。重力支持脚では、板ばねを用いて、電磁荷重支持方向に剛、熱荷重緩和に柔となる構造機能性を同時に達成する。本検討では、これら板ばねの座屈強度に注目し、板ばね構造に対する、機械加工及び溶接に起因する幾何学的不整を考慮して、解析をした。この結果、本支持構造では、想定される初期不整を考慮しても、十分な座屈強度を有することがわかった。

口頭

JT-60SA真空容器の連続プラグ継手の疲労強度

柳 寛*; 澁井 正直*; 金原 利雄*; 持田 務*; 江尻 満*; 浅野 史朗*; 芝間 祐介; 正木 圭; 逆井 章

no journal, , 

JT-60SA真空容器構造は、D型断面を有する二重壁構造である。この構造は、内壁及び外壁と補強にポロイダルリブにより構成され、SUS316L(Co$$<$$0.05wt%)で製作される。補強リブへの外壁の溶接(これを連続プラグ溶接と呼ぶ)は、二重壁構造の外からなされる。したがって、二重壁の内部から溶接裏波ビードを確認することは困難であり、溶接接続部では不完全溶込みを仮定する。本検討では、この連続プラグ溶接に積極的に不完全溶込みを導入した継手に対して、これら不完全溶込みの疲労強度及びその挙動への影響を調査するために疲労試験を行った。

口頭

JT-60SA真空容器の実機製作

浅野 史朗*; 奥山 利久*; 持田 務*; 菊地 淳史*; 小田島 渉*; 江尻 満*; 水牧 祥一*; 芝間 祐介; 正木 圭; 逆井 章

no journal, , 

JT-60SA真空容器(高さ6.6m、外径9.95m、重量約150トン)の実機製作を2009年11月より開始している。2012年3月末の段階で40度セクター3体の製作を終えている。本講演では実機製作の現状について紹介する。真空容器は、ポロイダルリブを有する内外二重壁構造で、ポートと接続される部分には二重壁を貫通する形で管台と呼ばれる座を溶接する。輸送制限のため、工場では各セクターをインボード(IB)とアウトボード(OB)に分割して製作して出荷し、原子力機構那珂核融合研究所内の真空容器組立棟で溶接接続して完成させる。製作単位はIB, OBとも20度分の上半分、及び下半分である。製造上の課題は溶接変形の抑制及びその矯正であり、(1)溶接入熱の低減と均等化、(2)溶接パスシーケンスの最適化、(3)治具による拘束、(4)製作単位でのプレス矯正を併用し、セクターポロイダル断面の内壁各測定点における平均誤差をIB側で1mm以下、OB側で2mm以下に抑えることに成功している。2012年度中に40度セクター6体目までの製作を完了し、予定通り2013年度中にセクター全数の製作を終えられる見通しである。

口頭

JT-60SA真空容器セクターの製作完了と組み立て

浅野 史朗*; 奥山 利久*; 江尻 満*; 水牧 祥一*; 持田 務*; 濱田 崇史*; 荒木 隆夫*; 早川 敦郎*; 佐川 敬一*; 甲斐 俊也*; et al.

no journal, , 

東芝ではBA活動の中核装置に位置づけられている超伝導トカマクJT-60SAの真空容器(高さ6.6m、外径9.95m、重量約150トン)の実機製作を2009年11月よりスタートし、40度セクター7体、30度セクター2体、20度セクター1体から成る、セクター10体すべての製作を2014年4月に予定通り終えた。2014年6月からは現地で各セクターをトーラス状に配置しセクター同士の接続を開始する。本講演では二重壁構造を有する真空容器セクターの製造技術、製作精度、組み立て方法について紹介する。

口頭

JT-60SA真空容器のセクター製作と組立

芝間 祐介; 岡野 文範; 柳生 純一; 神永 敦嗣; 三代 康彦; 早川 敦郎*; 佐川 敬一*; 持田 務*; 森本 保*; 濱田 崇史*; et al.

no journal, , 

日欧協力で建設中のJT-60SA装置の真空容器(150トン)は、二重壁トーラス型のステンレス製の溶接構造で、高さ6.6m、大半径5.0mである。容器は10体のセクターに分割して製作され、セクターの製作が2014年4月に完了した。現在、現地でセクターを接続する段階にあり、初期の接続ではセクター間を直接突き合わせて溶接接続する。このため、セクター間端部の連続的に変化する目違いやギャップに対し、全姿勢を経験して裏波溶接を達成するという課題がある。本報告では、真空容器の最終セクターを含む真空容器の組立方法を詳細に述べる。更に、分割製作されたセクターを直接接続する溶接技術、最終セクターの部分モックアップ溶接試験の結果を議論するとともに、現地製作の現状も報告する。

口頭

JT-60SA真空容器用重力支持脚の設計と製造

江尻 満*; 浅野 史朗*; 大森 順次*; 奥山 利久*; 高橋 信次*; 山田 正博*; 荒木 隆夫*; 甲斐 俊也*; 芝間 祐介; 正木 圭; et al.

no journal, , 

東芝では、建設中のJT-60SA装置において、真空容器セクターの製作及びその組立を受注している。これらの一環として、真空容器の支持構造も製作する。本発表では、支持構造の設計と製造について報告する。真空容器の支持構造では、運転中に想定される電磁力や地震等の様々な荷重の負荷に対して剛構造に設計する。他方、高真空のために200$$^{circ}$$Cで真空容器をベーキングする際には、容器と架台の熱膨張差を支持構造で柔軟に吸収する必要がある。夫々の荷重と合わせて、遮蔽水及び容器内機器を含む容器の自重も支持する。このため、剛性と柔軟性を兼ね備えた板ばねを採用し、9脚等配の構造を提案して現在製造の段階にある。本発表では、有限要素法に基づいた構造設計を報告すると共に、支持脚部品の組立方法も紹介する。更に、実機支持脚の部品について、製作の方法とその方法を確立するために行った試作の結果も報告する。

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