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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

Design of JT-60SA thermal shield and cryodistribution

神谷 宏治; 大西 祥広; 市毛 寿一; 古川 真人; 村上 陽之; 木津 要; 土屋 勝彦; 吉田 清; 水牧 祥一*

Proceedings of 24th International Cryogenic Engineering Conference (ICEC 24) and International Cryogenic Materials Conference 2012 (ICMC 2012) (CD-ROM), p.587 - 590, 2012/05

JT-60は日欧の幅広いアプローチの1つであるJT-60SAとして超伝導トカマク装置に改修する計画である。JT-60SAの超伝導マグネットは80Kに冷却されたサーマルシールドによって覆われている。サーマルシールドは真空容器側サーマルシールド(VVTS),ポート側サーマルシールド(PTS)、そしてクライオスタット側サーマルシールド(CTS)の3部品で構成されている。本研究では、動解析によるサーマルシールドの耐震解析を行い、設計の健全性を確認した。また、10$$^{circ}$$分の外側VVTSの試作を行い、既存の内側VVTSと組合せた結果、公差が目標の10mmを満足する5.2mmとなることが明らかになった。最後にJT-60SAの低温配管の設計について報告する。

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。

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サーマルシールドの設計と試作

神谷 宏治; 大西 祥広; 市毛 寿一; 村上 陽之; 吉田 清; 水牧 祥一*

no journal, , 

JT-60のプラズマ閉じ込め用のコイルをすべて超伝導に置き換えるJT-60SAは、323Kのプラズマ真空容器と4Kの超伝導コイルの間に80Kの熱遮蔽体、サーマルシールドを設置する。本講演では、サーマルシールドの構造解析から、各サーマルシールド壁を接続する接続部品にかかる力の算出と応力試験方法について報告する。また10度分の外側真空容器用サーマルシールド(VVTS)の試作、及びこれと既に試作した内側VVTSとの接続試験についても報告する。

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。

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