Проект ИТЭР в апреле 2021 года, часть 1

топ 100 блогов tnenergy17.04.2021

12 апреля на площадке ИТЭР побывали несколько французских блоггеров, и один из них, Monsieur Bidouille уже успел опубликовать целую гору фотографий с этого визита. Мне эти фотографии показались весьма интересными, и на базе них я решил сделать очередной отчетик по ИТЭР.

За последние 4 месяца в проекте произошло очень много интересных монтажей, но их мы оставим на сладкое, а начнем с уже примелькавшихся, но не менее интересных объектов.

Проект ИТЭР в апреле 2021 года, часть 1

Например, с системы сброса тепла. 10 ячеек вытяжных градирен в пике смогут сбрасывать до 550 мегаватт тепла, а за счет буферов из бассейнов холодной и горячей воды система способна принимать до 1,2 ГВт тепла от термоядерного реактора и обслуживающих его систем. Система собрана в виде двух контуров: охлажденная в градирнях вода забирает тепло через теплообменники у разных ветвей второго контура (формально их 6, но реально от этого комплекса отходит 3 ветки теплоносителя)

Проект ИТЭР в апреле 2021 года, часть 1
Градирни

Проект ИТЭР в апреле 2021 года, часть 1
Вертикальные насосы первого контура - 13 штук примерно по 1 мегаватту мощности

Проект ИТЭР в апреле 2021 года, часть 1
Один из теплообменников, связывающих первый и второй контур.

Всего система должна принимать до 12 тонн воды в секунду с температурой до 45 С и выдавать их обратно охлажденными до 31 С. Впрочем, часть воды будет снимать тепло с холодильных установок, которые будут производить воду с температурой 6 С и принимать до 30 мегаватт тепловой нагрузки на этой температуре.

Проект ИТЭР в апреле 2021 года, часть 1

Проект ИТЭР в апреле 2021 года, часть 1
Насосные станции второго контура.

Всего этот комплекс будет потреблять до 67 мегаватт на работу насосов.

Однако, давайте перенесемся с царства воды в царство электричества - подсистему питания сверхпроводящих электромагнитов ИТЭР, которая будет управлять магнитными полями токамака. В двух зданиях будет расположено 32 активных выпрямительных устройства, мощностью от 1 до 90 мегаватт. Каждое такое устройство начинается с трансформатора 66/2 киловольта

Проект ИТЭР в апреле 2021 года, часть 1

Трансформаторы формируют 6 фаз переменного напряжения с очень большим током (до 30 килоампер), поэтому выводы из них выглядят довольно чудовищно

Проект ИТЭР в апреле 2021 года, часть 1

Проект ИТЭР в апреле 2021 года, часть 1

Отсюда ток направляется на сборки тиристоров, которые его выпрямляют

Проект ИТЭР в апреле 2021 года, часть 1

Одна плита здесь - эквивалент одному тиристору

Проект ИТЭР в апреле 2021 года, часть 1
Собственно тиристор - блинчик с белым ободом, зажатый между охлаждаемыми токовводами. Слева - плата драйвера затвора тиристора, обеспечивающая его корректное открытие.

Выпрямленный ток сглаживается вот такими катушками

Проект ИТЭР в апреле 2021 года, часть 1

Интересная технологическая деталь - катушки состоят из пустотелой трубы и тем не менее сварены из кусков.

Проект ИТЭР в апреле 2021 года, часть 1

Дальше ток по большим алюминиевым шинам российского производства отправляется к магнитам

Проект ИТЭР в апреле 2021 года, часть 1

Для понимания масштаба - вот "разъем" этой шины

Проект ИТЭР в апреле 2021 года, часть 1

Шины водоохлаждаемые. Вообще, все это электрохозяйство будет в пике перекачивать больше гигаватта электрической мощности и отдавать 90 мегават тепла в воду

Проект ИТЭР в апреле 2021 года, часть 1

Впрочем, если кто-то еще не впечатлен масштабами, давайте посмотрим на другие изделия, входящие в состав ИТЭР. Например на крышку криостата.

Проект ИТЭР в апреле 2021 года, часть 1

И вблизи:


А вот еще масштаб такелажных приспособлений для "деталей" криостата

Проект ИТЭР в апреле 2021 года, часть 1

Или, скажем, катушки тороидального поля. На официальных рендерах и фото почему-то всегда скрадывается их размер и массивность

Проект ИТЭР в апреле 2021 года, часть 1
Или живьем

Проект ИТЭР в апреле 2021 года, часть 1

А вот на фотосете Monsieur Bidouille получилось

Проект ИТЭР в апреле 2021 года, часть 1

Проект ИТЭР в апреле 2021 года, часть 1

Проект ИТЭР в апреле 2021 года, часть 1

Проект ИТЭР в апреле 2021 года, часть 1

А теперь детали других катушек - полоидальных, которые в силу своих размеров изготавливаются прямо на площадке ИТЭР

Вот, собственно, процесс изготовления двухслойного блина будущей катушки PF4 (диаметр 24 метра)

Проект ИТЭР в апреле 2021 года, часть 1

Интересно, как много приспособлений удерживают витки на месте. Вообще квадратный сверхпроводящий кабель в этой установки сначала проходит размоточную станцию с выпрямителем, затем роботизированный трубогиб, который определяет траекторию витка, затем станцию пескоструйной обработки, измерение геометрии

Проект ИТЭР в апреле 2021 года, часть 1
(три последних устройства на фото)

обматывается 3 слоями каптона + стеклоленты и укладывается на вращающийся стол

Проект ИТЭР в апреле 2021 года, часть 1

После укладки проводника, вся конструкция вакуумируется и пропитывается эпоксидной смолой, получается вот такой монолит

Проект ИТЭР в апреле 2021 года, часть 1

Однако, относительно простой плоской конструкцией для всей катушки не обойтись. Необходимо сформировать из проводника вводы-выводы и переходы между блинами.

Проект ИТЭР в апреле 2021 года, часть 1

Выше на фото, например, один из терминалов катушки PF2. А ниже - соединение двух слоев

Проект ИТЭР в апреле 2021 года, часть 1

Интересно, что здесь нет никакого сверхпроводника в контакте. Сверхпроводник заканчивается в медном "стакане", который припаян к такому же стакану другого отрезка СП кабеля.
Не смотря на значительный ток, общий разогрев этого соединения невелик: при температуре в 4 К сопротивление меди падает в >300 раз по сравнению с комнатной температурой,
и получается контакт с сопротивлением в десятки наноом.

В целом, законченная катушка выглядит так:

Проект ИТЭР в апреле 2021 года, часть 1

Здесь собранный стек блинчиков покрыт изоляцией и защитой, оборудован системой датчиков, трубопроводами хладагента и механическими креплениями.

Продолжение - во второй части.

Оставить комментарий

Архив записей в блогах:
Давно уже понятно, что антисоветчик - это не только русофоб, но и социопат-инфантил. Всем этим недозрелым и перезрелым личностям, застрявшим в глубоком советском детстве, где они, по-видимому, получили тяжелые психологические травмы, посвящается данный демотиватор: Иначе сложно ...
Вчера отошёл в мир иной самый знаменитый из "последних самураев" - Хироо Онода . Это тот самый, который просидел в джунглях Филиппин после войны и капитуляции Японии ещё 30 лет, не капитулировал - так как не было прямого указания его воинского начальника, и успел за эти годы ...
Традиция называть в Турции русских женщин Наташами возникла вовсе не с началом массового туризма. Еще у Лескова в «Очарованном страннике» читаем: «Что, — говорят, — тебе там, Иван, с Емгурчеевыми жить, — Емгурчей вор, ты с нами живи, мы тебя с охотой уважать будем и хороших Наташ ...
Все мы привыкли видеть фотографии архитектурных объектов – то ли современные, то ли исторические – но очень редко мы видим их настолько отчетливо совмещенными, возвращающими реальность, содержащую пыльные и поцарапанные черно-белые ...
Думаю, что говорить о том, что состав Общественной палаты РФ изменился говорить не придется, об этом и так должны все знать. Именно с обновленным составом встретился президент России Владимир Путин. На встрече шел разговор о национальных интересах России.    "Мы не бу ...