- PVSM.RU - https://www.pvsm.ru -
Прошедший год для Международного Экспериментального Термоядерного Реактора ИТЭР (о проекте [1]) стал, для внешнего наблюдателя, наверное, одним из самых спокойных за все годы строительства (с 2009 года). Для меня же лично этот год был отмечен посещением площадки ИТЭР в сентябре 2018 года, поэтому этот ежегодный отчет будет разбавлен личными впечатлениями и фотографиями.
Три года назад у проекта официально сменился директор — им стал энергичный француз Бернар Биго. Осознавая сложное положение, в котором ИТЭР находился в момент начала его правления (нарастающее колоссальное отставание графика и перерасходы ставили вопрос о закрытии), Биго предпринял несколько важных управленческих решений, в том числе — создание “всеобъемлющего плана сооружения”. Как известно, графики такого масштаба точно соблюдаются только в момент создания/обновления, и за 2 прошедших года можно констатировать, что 100% следования даже новому графику нет. Однако, ситуация явно лучше, чем было в период 2009-2015 годов, и отставание на сегодня составляет 6-9 месяцев, тем более, что появляются варианты “уплотнения” планов сборки реактора. Величина в пределах года не слишком критична для такого проекта, вопрос в основном — что будет с динамикой отставания дальше?
К сожалению, мне кажется — отставание будет нарастать. Одна из остающихся проблем — недофинансирование [2] американцами своей части программы. Хотя масштаб этого недофинансирования в 2018 году был снижен вдвое, оно все равно остается и означает срывы поставок критичных элементов оборудования, которое оплачивает США. Так, например, система водяного охлаждения вакуумной камеры и дивертора была в итоге передана на разработку и производство от США к Евросоюзу в попытке сэкономить деньги и время. Но, очевидно, сроки этой системы все равно сползут.
Ситуация с американским финансированием хорошо отражает общую проблему — в наднациональном проекте сталкиваются национальные амбиции, помноженные на амбиции конкретных людей, занятых в проекте из-за чего усложняется работа инженеров разработчиков (и так технически предельно сложная).
Закрывая этот “социальный” момент я хочу лишь отметить, что человечество, чем дальше, тем больше будет сталкиваться с масштабными международными проектами и учиться их воплощать. Таким образом и негативный опыт ИТЭР и решения, которые позволяют этот негатив преодолеть ценны сами по себе. Например, если человечество серьезно возьмется за “аварийное” снижение выбросов СО2 — ИТЭР со своим “социальным” опытом тут может принести больше пользы, чем с энергетическим.
Однако, вернемся к проекту. 2018 год, сам по себе, в целом прошел в поступательном движении — было создано много нового оборудования термоядерной установки, заработали важные стенды, получены важные научные результаты. В 2019 году ожидается отметка “70% выполненных работ по строительству зданий”. Давайте нырнем в детали.
[5]
Прогресс в сооружении главного здания 2018 года — между синей и красной линией. Осталось совсем чуть-чуть.
Вид на бетонное опорное кольцо реактора в сентябре 2018, буквально через неделю после его завершения. Фотография совсем не передает ощущения масштаба, чуть лучше его можно понять из снятого мной коротенького видео [6]
Нижний этаж B2 диагностического здания B74 готов под начало установки оборудования
Дренажные баки и конденсаторы системы водяного охлаждения токамака. На фотографии не понятно, но это впечатляющие емкости высотой по 10 метров и диаметром почти в 5.
[8]
Работа над первым стендом сборки идет уже больше года.
[10]
Бак для жидкого гелия объемом 125 кубометров — один из последних элементов крупногабаритного оборудования криокомбината.
[11]
6-мегаваттные компрессоры азота с теплообменной обвязкой
[12]
А это один из 18 компрессоров гелия мощностью в 2,5 мегаватта. Если приглядеться, то можно увидеть, что электродвигатель отстыкован, т.к. окончательный
монтаж будет после завершения всех трубопроводов.
Угол здания подстанции постоянных нагрузок. Схема предусматривает подключение через 4 трансформатора и распределение энергии на напряжении 22 киловольта. Внутри унылые ряды шкафов и, удивительно удачно — пусконаладка системы управления
Панорама строительства системы сброса тепла на весну и моделька того, что тут будет установлено. В целом систем состоит из 20 вентиляторных градирен, двух заглубленных буферных бассейнов для холодной и горячей воды и более 30 мощных насосов и теплообменников.
[13]
То же на конец года. Градирни уже собираются, но вот переплетение труб и оборудования еще собирать не начали.
На данный момент днище основания и опорное кольцо готовы и идет выставка и приварка промежуточной обечайки 5 метровой высоты
[15]
Мой кадр места сварки двух сегментов кольца. Здесь толщина достигает 200 мм, т.к. на этом кольце будут стоять опоры вакуумной камеры и тороидальных колец (по сути — весь реактор весом около 15000 тонн). В этом кольце еще предстоит насверлить множество немаленьких отверстий под крепежные болты — это можно будет делать после сварки всего основания и выверки геометрии.
Повторюсь, фотографии не способны передать масштаба этих деталей. Даже живьем и предварительным знанием размеров это не кажется машиностроительными изделиями.
Полукорпус тороидального магнита.
[18]
В 2019 году на этом объединенном корпусе предстоит заварить все смыкания, заполнить пространство между пакетом и корпусом эпоксидной смолой, выполнить мехобработку корпуса в финальный размер и провести окончательные испытания — в конце 2019 года первая (из 18) катушка TF отправится на площадку для монтажа, что будет грандиозной победой.
[21]
Макет в 1/8 будущей сверхпроводящей катушки PF5 сделанный из распиленной на части первой опытной галеты на фоне вакуумно-нагнетательной камеры для пропитки изоляции всей сборки. Справа виднеется криостенд для испытаний будущей катушки, которые пройдут чуть больше, чем через год.
Распиленный макет модуля центрального соленоида. Более 400 витков сверхпроводящего кабеля с максимальным током в 55 килоампер в очень жесткой стальной рубашке разделены стекловолоконной электрической изоляцией, которая должна выдерживать до 15 киловольт без пробоя.
Испытания криосорбционной помпы в лаборатории. Вес устройства — 8 тонн, длина 4 метра, диаметр — 1700 мм.
Корпус кассеты дивертора. Внутри эта штука будет охлаждаться водой (она пустотелая), а сверху на нее будут крепится три мишени для прилетающей плазмы, набранные из блочков вольфрама, внутри которых проложены трубки охлаждения. Всего дивертор будет состоять из 54 таких кассет.
Одна из трех вольфрамовых мишений для плазмы, изготовленная в Европе во время тепловых испытаний в питерском НИИЭФА на стенде Цефей.
Вольфрамовые блочки диверторных поверхностей
На данном фото — датчик магнитного поля, предназначенный для установки в жестких условиях внутри вакуумной камеры (радиация, температура до 200 С, вакуум).
Корректировочный магнит опускается в свой силовой корпус
Опора тороидальной катушки, которую собирали выше. В работе верх этой опоры будет охлаждаться до ~30 K а низ будет иметь почти комнатную температуру.
Активно охлаждаемые тепловые экраны будут разделять горячую вакуумную камеру и холодные сверхпроводящие магниты. Благодаря вакууму и активному охлаждению гелием до ~90 К они снизят тепловую нагрузку на магниты в ~100 раз. На фото — первый собранные в Южной Корее сектор экранов.
А вот европейская небольшая часть будущей вакуумной камеры (это часть стенки, образующей внутренний циллиндр вокруг центральной дырки тора — один из 9 подобных сегментов)
Стенд SPIDER — вакуумная бочка в ближайшем конце которой установлен источник отрицательных ионов. С этой стороны видны в основном всякие электрические и гидравлические коммуникации.
С обратной стороны видны небольшие отверстия через которые будут электрически вытягиваться лучи отрицательных ионов.
Элементы ускорительной системы MITICA — справа сложный радиочастотный источник отрицательных ионов, а слева концептуально простые, но адские сложные в изготовлении ускоряющие сетки, каждая из которых отделена 200 киловольтным потенциалом от предыдущей.
Высоковольтная платформа источника отрицательных ионов MITICA, которая в работе будет находится на потенциале -1 мегавольт.
Постоянно появляющиеся проблемы, скольжение сроков рамках ИТЭР, конечно, вызывают и легкое разочарование, и сомнения, однако, как мне кажется, это карма любого большого проекта, тем более настолько рекордного сразу во множестве областей. Главное же, что проект движется вперед, и движется неплохо, по большинству позиций оборудования выполняя его в срок и с нужными параметрами. Будем надеятся, что наметившиеся сложности с планированием работ и монтажом оборудования на площадке ИТЭР уйдут и дата первой плазмы в декабре 2025 будет не слишком сорвана. Ну а я продолжу рассказывать о проекте и в частности в скором времени напишу подробный отчет о своей поездке на площадку.
Автор: Валентин
Источник [30]
Сайт-источник PVSM.RU: https://www.pvsm.ru
Путь до страницы источника: https://www.pvsm.ru/fizika/304348
Ссылки в тексте:
[1] о проекте: https://tnenergy.livejournal.com/78341.html
[2] недофинансирование: https://tnenergy.livejournal.com/130055.html
[3] резисторами: https://tnenergy.livejournal.com/1510.html
[4] Image: https://www.iter.org/doc/all/content/com/newsline%20galleries/newsline/3193/crane_c5_29-11-2018-1.jpg
[5] Image: https://i.postimg.cc/QM8TTvFC/tok-2018-2019.jpg
[6] видео: https://www.youtube.com/watch?v=wtdXMZkfd1A
[7] Image: https://www.iter.org/doc/all/content/com/gallery/construction/tkmcomplex/feeder_installation_3.jpg
[8] Image: https://www.iter.org/doc/all/content/com/gallery/construction/tkmassemblyhall/ssat-2-3-nef.jpg
[9] крупногабаритного оборудования: https://tnenergy.livejournal.com/79536.html
[10] Image: https://i.postimg.cc/fyRCf5Bj/41250841244-2c4181aa26-o.jpg
[11] Image: https://i.postimg.cc/HskCc22z/20180904-093327.jpg
[12] Image: https://i.postimg.cc/13LxdZZ7/20180904-094023.jpg
[13] Image: https://www.iter.org/doc/all/content/com/newsline%20galleries/newsline/3194/heat_rejection_1.jpg
[14] криостата: http://tnenergy.livejournal.com/25949.html
[15] Image: https://i.postimg.cc/76rk5rsJ/20180904-111814.jpg
[16] грандиозных магнитов: https://tnenergy.livejournal.com/3137.html
[17] магнита тороидального поля: https://tnenergy.livejournal.com/76489.html
[18] Image: https://i.postimg.cc/ZKrtQ5c9/44468240250-56526ec2db-o.jpg
[19] Image: https://i.postimg.cc/9QC5HH8L/46285055871-8bed5c6ea6-o.jpg
[20] PF1 в России: https://tnenergy.livejournal.com/67724.html
[21] Image: https://www.iter.org/doc/all/content/com/gallery/construction/sitefabricationpfcoils/pf_coil_aris_20.jpg
[22] центрального соленоида: https://tnenergy.livejournal.com/97779.html
[23] криосорбционной помпы: https://tnenergy.livejournal.com/96675.html
[24] вакуума: http://tnenergy.livejournal.com/9492.html
[25] дивертора: https://tnenergy.livejournal.com/2565.html
[26] коммутаторов тока: https://tnenergy.livejournal.com/102475.html
[27] гиротроны: https://tnenergy.livejournal.com/9173.html
[28] NBTF: http://tnenergy.livejournal.com/39137.html
[29] мегавольтного источника: https://tnenergy.livejournal.com/101962.html
[30] Источник: https://habr.com/post/435244/?utm_source=habrahabr&utm_medium=rss&utm_campaign=435244
Нажмите здесь для печати.