Оборудование для ITER

AtomInfo.Ru, ОПУБЛИКОВАНО 14.06.2018

В декабре 2017 года международная организация ITER объявила о том, что по "общему объёму работ по сооружению ITER на пути к первой плазме" пройдена отметка 50%.

Успешное продолжение работ по строительству международного термоядерного экспериментального реактора во многом зависит от того, насколько своевременно участники проекта будут изготавливать и поставлять оборудование.

Вакуумная камера

В середине мая 2018 года во Франции прошло очередное, 23-ее по счёту заседание консультативного комитета ITER по научным и техническим вопросам (STAC-23). На заседании рассмотрели, среди прочего, текущее состояние дел по изготовлению оборудования.

С некоторыми итогами группу российских журналистов, посетивших площадку ITER в конце мая, ознакомил глава департамента по инженерии токамака международной организации ITER Александр Алексеев.

Александр Алексеев, фото AtomInfo.Ru.
Щёлкните левой клавишей мыши для просмотра.

Один из важнейших элементов ITER - вакуумная камера, самая большая в мире. Её особенность состоит в том, что она не только создаёт вакуум, в котором будет проходить термоядерная реакция, но и играет роль барьера безопасности.

Ещё одна особенность камеры - она двухслойная. Кроме того, камера имеет сложную форму и множество сварных швов и патрубков. Всё это, естественно, не упрощает жизнь изготовителям.

Вакуумную камеру изготавливают по частям (секторам). Всего таких секторов девять. Работа разделена между Евросоюзом (пять секторов) и Южной Кореей (четыре сектора). В свою очередь, каждый сектор состоит из четырёх сегментов. Окончательная сборка камеры из секторов произойдёт на площадке.

Среди европейских секторов далее всего продвинулись работы по изготовлению сектора №5, он готов уже на 58%. Для сравнения, в сентябре 2017 года его готовность составляла 45%.

Готовность европейских секторов вакуумной камеры на середину мая 2018 года.
В скобках - их готовность на сентябрь 2017 года.

В Южной Корее изготовлением секторов вакуумной камеры занимается компания "Hyundai Heavy Industries" (HHI). Степень готовности сектора №6 на конец марта 2018 года составила 81%. Как ожидается, в начале следующего года этот сектор будет доставлен на площадку.

"Важно то, что с точки зрения допусков и точностей уже изготовленное удовлетворяет всем требованиям и даже кое-где их превышает", - добавил Александр Алексеев.

Катушки

Магнитная система - самый дорогой элемент всей установки ITER. В её состав входят 18 катушек тороидального поля, шесть катушек полоидального поля, центральный соленоид, а также корректирующие катушки.

Производство тороидальных катушек (TF) поделено между Евросоюзом и Японией. На долю ЕС приходится 10 сверхпроводящих обмоток катушек (winding pakcs), для которых нужно изготовить 70 двойных галет (double pancakes).

Работы по галетам подходят к концу, завершено 56 двойных галет, то есть 80% от их общего количества. Завершена и поставлена первая обмотка, её холодные испытания показали, что она соответствует требованиям.

Готовность европейских двойных галет и обмоток для катушек TF

У японских изготовителей также хороший прогресс. На их долю приходится ещё и изготовление структур - иными словами, корпусов тороидальных катушек.

На фотографиях ниже показаны внутренняя и внешняя часть тороидальной катушки. Видны отверстия для штифтов и болтов, которые будут скреплять всю конструкцию. Для одной из катушек уже провели тестовую сборку и убедились в том, что обе части стыкуются как надо.

Щёлкните левой клавишей мыши для просмотра.
Правила международной организации ITER допускают привлекать на субподряд компании из других стран, поэтому упоминание на фотографии компании HHI из Южной Кореи не должно удивлять.

Четыре из шести катушек полоидального поля будут изготовлены на площадке, так как их размеры слишком велики для транспортировки. Катушку PF1 делают в России, а катушку PF6 - в Китае, но и для них размеры имеют значение. Так, российскую катушку придётся изготавливать непосредственно на судне, на котором её доставят во Францию.

Изготовление полоидальных катушек идёт по плану. С ходом изготовления катушки PF5 в Кадараше можно ознакомиться в фоторепортаже электронного издания AtomInfo.Ru, а текущее состояние всех катушек показано на рисунке ниже.

Щёлкните левой клавишей мыши для просмотра.

Удерживать магнитную систему будут опоры (magnet support), изготавливаемые в Китае.

Требования, предъявляемые к опорам, противоречивы. С одной стороны, они должны быть в достаточной степени прочными и жёсткими, а с другой стороны - в достаточной степени податливыми и гибкими.

Магнитная система ITER будет захолаживаться от комнатной температуры до 4-5 градусов Кельвина, при этом она будет уменьшаться в размерах, и опоры должны позволять эти перемещения.

Щёлкните левой клавишей мыши для просмотра.

Первая партия опор была отгружена из Китая на площадку 9 июня 2018 года.

Тепловой экран и криостат

Тепловой экран (thermal shield) - важный элемент установки ITER, в которой на дистанции нескольких метров температурный градиент составит сотни миллионов градусов. Сверхгорячую плазму и сверхпроводники, температура которых составит 4-5 градусов Кельвина, требуется надёжно изолировать по теплу.

По внешнему виду тепловые экраны - камеры сложной формы, выполненные из стали и покрытые серебром. Изготавливаются они в Южной Корее, устанавливаться будут между вакуумной камерой и магнитной системой и между стенками криостата.

В апреле 2018 года начались работы по нанесению серебряного покрытия на нижний тепловой экран (LCTS).

Щёлкните левой клавишей мыши для просмотра.

По криостату в настоящее время на площадке ведутся работы по сборке нижнего цилиндра. За них отвечает индийская сторона. Кроме того, в Индии занимаются изготовлением секций для верхнего цилиндра - для сборки их также доставят во Францию.

Российский вклад

Российский вклад в проект ITER - 25 систем. О том, как продвигаются работы по российской части, группе журналистов на форуме "Атомэкспо-2018" в Сочи рассказал директор учреждения ГК "Росатом" "Проектный центр ИТЭР" (российское Агентство ИТЭР) Анатолий Красильников.

Анатолий Красильников, фото AtomInfo.Ru.
Щёлкните левой клавишей мыши для просмотра.

Из 25 систем, за которые отвечает Россия, две уже закончены, это сверхпроводники на основе ниобий-олова (Nb₃Sn) и ниобий-титана.

Они изготовлены и поставлены, причём наши сверхпроводники показали наиболее стабильные характеристики при электромагнитных нагрузках (как известно, при таких нагрузках сверхпроводники могут деградировать, и российские сверхпроводники показали наивысшую среди всех поставляемых изделий стабильность).

"Мы понимаем, почему (мы добились такого результата). Наши инженеры, проектировавшие сверхпроводники, приняли определённые технические решения, благодаря которым наши сверхпроводники оказались более стойкими к нагрузкам", - пояснил Анатолий Красильников.

Сегодня на первый план выходит задача по изготовлению верхних патрубков вакуумной камеры. Для неё в качестве субподрядчика привлечена германская компания "MAN Diesel & Turbo", авторский надзор осуществляет НИИЭФА им. Д.В.Ефремова.

Первый патрубок уже изготовлен и поставлен в Южную Корею, где изготавливаются четыре сектора вакуумной камеры. Ещё несколько патрубков изготовлены и ожидают намеченной на лето 2018 года отправки в Южную Корею и Италию.

"Из суперсрочных работ - производство полоидальной катушки PF1", - добавил Анатолий Красильников. После изготовления все катушки пройдут на площадке холодные испытания (при температурах жидкого азота). Задача россиян - поставить катушку PF1 к оговорённому в графике работ сроку, чтобы на площадке смогли приступить к испытаниям.

За катушку PF1 отвечает НИИЭФА, а непосредственное её изготовление ведётся на Средне-Невском судостроительном заводе.

"Также мы отправили несколько транспортов коммутирующей аппаратуры - шинопроводы, размыкатели, коммутаторы... Это оборудование принимается на площадке и в ближайшее время пойдёт в монтаж", - сказал глава российского Агентства ИТЭР. В этом году на площадке ожидается сдача нескольких зданий, и сразу после сдачи в них начнётся монтаж коммутирующей аппаратуры.

Из 23 оставшихся российских систем - 15 систем диагностики. К первой плазме Россия должна поставить три диагностики, остальные системы потребуются на следующих этапах.

Все задействованные в разработке и изготовлении диагностик предприятия уже изготовили прототипы. Это обязательное требование, на прототипах должна быть продемонстрирована работоспособность принятых технологических решений, и только после испытаний на прототипе международная организация ITER разрешает приступить к изготовлению штатной системы.

"Из срочных систем - гиротроны. К первой плазме нужно несколько гиротронов для того, чтобы осуществить пробой в плазме и чтобы плазма, собственно говоря, и стала из газа плазмой", - пояснил Анатолий Красильников. По итогам испытаний этот пробой доверено осуществить именно российским гиротронам.

Работы по российскому оборудованию продолжаются. В середине мая 2018 года специалисты ИПФ РАН и НПП "ГИКОМ" (Нижний Новгород) успешно провели заводские испытания второго поставочного гиротронного комплекса. А в июне во Францию была доставлена очередная - самая крупная на сегодняшний день - партия электротехнического оборудования.

Ключевые слова: Синтез, ITER, Статьи

---

Другие новости:

AREVA сдвинула сроки сдачи "Олкилуото-3"

Коммерческая эксплуатация - в сентябре 2019 года.

Ленинградская АЭС: на штатное место установлен нижний ярус гермооболочки здания реактора энергоблока №2 ВВЭР-1200

После завершения этих работ можно будет устанавливать на проектную отметку следующий ярус гермооблицовки.

В мире статус действующего имеет 451 блок, статус строящегося 58 блоков - PRIS

Учтён энергопуск "Yangjiang-5".

---

---

---

---

Поиск по сайту: