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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

Assembly study for JT-60SA tokamak

柴沼 清; 新井 貴; 長谷川 浩一; 星 亮; 神谷 宏治; 川島 寿人; 久保 博孝; 正木 圭; 佐伯 寿; 櫻井 真治; et al.

Fusion Engineering and Design, 88(6-8), p.705 - 710, 2013/10

 被引用回数:8 パーセンタイル:29.95(Nuclear Science & Technology)

The JT-60SA project is conducted under the BA satellite tokamak programme by EU and Japan, and the Japanese national programme. The project mission is to contribute to early realization of fusion energy by supporting ITER and by complementing ITER with resolving key physics and engineering issues for DEMO reactors. In this paper, the assembly of major tokamak components such as VV and TFC is mainly described. An assembly frame (with the dedicated cranes), which is located around the tokamak, is adopted to carry out the assembly of major tokamak components in the torus hall independently of the facility cranes for preparations such as pre-assembly in the assembly hall. The assembly frame also provides assembly tools and jigs to support temporarily the components as well as to adjust the components in final positions.

論文

Development of in-vessel components of the microfission chamber for ITER

石川 正男; 近藤 貴; 大川 清文*; 藤田 恭一*; 山内 通則*; 早川 敦郎*; 西谷 健夫; 草間 義紀

Review of Scientific Instruments, 81(10), p.10D308_1 - 10D308_3, 2010/10

 被引用回数:2 パーセンタイル:82.74(Instruments & Instrumentation)

マイクロフィッションチェンバー(MFC)は、ITERにおいて核融合出力の評価を行う最も重要な計測装置の一つである。MFCの検出器は真空容器とブランケットモジュールの間に設置され、信号ケーブルは真空容器を通って上部ポートまで配線される。信号ケーブルはトカマク組立室で配線される予定であるが、ウランを使用している検出器はITERの運転を行うトカマクピットで設置される予定である。そのため、信号ケーブルの気密を保ったまま、検出器と信号ケーブルを真空容器内部で接続する必要がある。そこで、信号ケーブルと検出器の接続手法を開発し、接続部の性能試験では、信号ケーブルとしての健全性が確認され、ITERに適用できる見通しが立った。また、これまで原子炉において信号ケーブルは曲げ半径100cm程度で使用されてきたが、ITERでは真空容器内部に設置される他の機器との干渉を避けるために、10$$sim$$20cmという小さい曲げ半径で配線する必要がある。そのため、ケーブルを曲げた際の健全性を調べるために、ケーブル曲げ試験を実施した。その結果、10cmの曲げ半径で曲げた場合でも、信号ケーブルの真空性能,絶縁性能に影響がないことを確認した。

報告書

Detail design of microfission chamber for fusion power diagnostic on ITER

石川 正男; 近藤 貴; 早川 敦郎*; 西谷 健夫; 草間 義紀

JAEA-Technology 2007-062, 57 Pages, 2007/12

JAEA-Technology-2007-062.pdf:45.95MB

我が国が調達する予定のマイクロフィッションチェンバー(MFC)は、ITERにおける全中性子発生量及び核融合出力の時間分解測定を行うものである。これまで、低出力運転用のMFC(測定範囲:1kW-100kWの核融合出力)の設計・開発を高出力運転用のMFC(同100kW-1GW)とともに行ってきた。これらの検出器を組合せることで、ITERで目標とされている計測要求をほぼ満たすことができる。MFCは真空容器内に取り付けられるため、信号出力・電力供給用の二重同軸MIケーブルも真空容器上に敷設する必要がある。今回は、MIケーブルの真空容器内における敷設ルートの設計を行った。MIケーブルには14.6気圧のArガスが封入されているが、Arガスの真空容器内へのリークを防ぐために、敷設に際してはMIケーブルを外管で包む二重配管を提案した。さらに、核発熱によるMIケーブルの到達最高温度の検討を行った。その結果、熱伝導を確保するために、MIケーブルと外管の間に300mmごとに7mm幅の銅フランジを入れることにより、MIケーブルの最高温度は、核分裂炉での使用温度である400$$^{circ}$$Cよりも低い、340$$^{circ}$$C以下に抑えられることがわかった。

論文

Engineering design of the ITER invessel neutron monitor using micro-fission chambers

西谷 健夫; 山内 通則; 泉 幹雄*; 早川 敦郎*; 海老沢 克之*; 近藤 貴; 草間 義紀

Fusion Engineering and Design, 82(5-14), p.1192 - 1197, 2007/10

 被引用回数:3 パーセンタイル:70.24(Nuclear Science & Technology)

ITERにおいてマイクロフィッションチェンバーは核融合出力を測定する重要な計測装置の一つである。マイクロフィッションチェンバーは真空容器内に取り付けられるため、高真空及び高温環境下で動作する必要がある。また核発熱とその除熱方法も考慮する必要がある。これまで、ITERの高出力運転用のマイクロフィッションチェンバーの設計開発を行ってきたが、今回は低出力運転用のマイクロフィッションチェンバーの設計を実施した。検出器は狭いギャップ内に取り付ける必要性から、全酸化ウラン量を0.75gになるようにマイクロフィッションチェンバーを並べて1つの検出器とする方式を提案した。径14mm,長さ400mmのマイクロフィッションチェンバーを基本要素とする、束型検出器を設計した。核発熱はMCNPコードによって評価した。有限要素法による熱輸送解析の結果、真空容器との熱伝達率を100W/m$$^{2}$$K以上確保できれば、検出器温度は250$$^{circ}$$C以下にできることを明らかにした。

論文

Design performance of front steering-type electron cyclotron launcher for ITER

高橋 幸司; 今井 剛; 小林 則幸*; 坂本 慶司; 春日井 敦; 早川 敦郎*; 森 清治*; 毛利 憲介*

Fusion Science and Technology, 47(1), p.1 - 15, 2005/01

先端可動型ECランチャーは、フロントシールド,可動ミラー,導波管コンポーネント,遮蔽体等から構成される。そのECランチャーについて、ITERの設計条件をもとに、設計,熱応力解析,核解析,電磁力解析等を通して、その適用性を評価した。その結果、フロントシールド及びミラーの熱応力はともにSUS製冷却配管内側表面で発生し、それぞれ249MPa, 350MPaであること及び許容応力(410MPa)以下であることを明らかにした。また、フロントシールドの支持部及びミラーの回転シャフトの電磁力によって生ずる応力は、それぞれ85MPa及び22MPa及び許容応力以下であることを示した。さらに、ECランチャー全体における核解析の結果、遮蔽条件も満たすことも明示した。このように、ITER級核融合炉に対しては、先端可動型ECランチャーの適用性の見通しを得た。

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組立手順の検討

新井 貴; 長谷川 浩一; 星 亮; 川島 寿人; 久保 博孝; 正木 圭; 澤井 弘明; 柴沼 清; 塚尾 直弘; 柳生 純一; et al.

no journal, , 

JT-60SAプロジェクトでは、日欧協力で実施する「核融合エネルギーの早期の実現に向けた幅広いアプローチ(BA)活動」の下でサテライトトカマク計画としてJT-60Uを超伝導トカマクJT-60 SAに改修する。JT-60SAは、JT-60U設備の解体後に、JT-60実験棟本体室に構築する。JT-60SAの主要部品は、真空容器(VV)、超伝導コイル(TFコイル,EFコイル,センターソレノイド)、クライオスタット及び低温機器から構成されている。さらに、本体室にはNBI, ECHなどの再設置を含まれる。JT-60 SAでは、3D-CADモデルを使用して複雑に入り組む構造の機器について配置検討及び干渉チェックを行っている。JT-60SAの絶対座標系は、原点(X, Y, Z) =(0, 0, 0))を床から8000mmと定義し、一貫した座標管理をしている。最先端技術である3次元計測器(レーザートラッカー)により位置計測を行う計画であり、レーザートラッカーは通常の測定器と比較して高精度であり、組立誤差を極力小さくすることができる。講演では組立手順と合わせて位置計測について述べる。

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。

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