Konstruksi, instalasi, produksi, koordinasi dan komunikasi peserta dari berbagai negara - semua ini dengan cepat dibangun kembali seiring dengan perubahan situasi, dan sebagai hasilnya, kemajuan proyek pada tahun 2020 sangat mengesankan. Proyek ini juga beruntung dengan pendanaan, jadi, ketertinggalan utama - Amerika Serikat, pada tahun 2020 secara finansial meningkatkan suntikan ke dalam proyek bahkan lebih tinggi daripada kewajiban langsung mereka, menutupi hutang yang terakumulasi selama tahun-tahun sebelumnya. Semua ini telah menghasilkan kemajuan teknis yang mengesankan, yang akan kita selami.
Konstruksi
Judul “konstruksi” biasanya menempati setidaknya setengah dari keseluruhan teks tahunan, tetapi sekarang waktunya jelas habis, setelah selesainya bagian konstruksi proyek. Pada akhir tahun 2020, 16 dari 18 gedung "start-up minimum 2025" telah diresmikan dan 17 konstruksi telah dimulai - gedung manajemen, tempat MCC ITER dan infrastruktur TI akan ditempatkan. Meski demikian, acara utama yang berlangsung pada tahun 2020 harus diperhatikan - selesainya “pembangunan tokamak”.
8 Januari 2020 - Pembangun sedang menyelesaikan struktur logam superstruktur tokamak dan memulai kelongsong. Akibatnya, jarak dari jadwal tahun 2015 adalah ~ 6 bulan.
Gedung ini merupakan pusat dari seluruh kompleks, fasilitas terberat dan paling kompleks yang dibangun. Rencana 120x90 meter, 7 lantai vertikal, berat ~ 300 ribu ton, ~ 250 juta euro, pembangunan yang memakan waktu sekitar 7 tahun.
Desember 2013 - dimulainya penuangan lantai basement bawah kompleks bangunan tokamak.
Struktur logam terakhir yang menutupi aula reaktor dan menyediakan jalan untuk derek jembatan megah dirakit hanya dalam enam bulan, dan pada Februari 2020, pembongkaran dinding sementara antara aula pra-perakitan dan gedung tokamak dimulai. Pada 30 Maret, sehari sebelum tenggat waktu, sepasang overhead crane dengan kapasitas angkat 1.500 ton memasuki gedung tokamak, secara resmi menghubungkannya dengan tetangga.
Derek dengan beban uji ~ 1000 ton didorong dari gedung pra-perakitan ke aula reaktor untuk pertama kalinya.
Perlu dicatat bahwa dua sayap melekat erat pada bangunan tokamak - bangunan diagnostik dari barat daya dan bangunan pabrik tritium dari timur laut. Yang pertama selesai pada tahun 2018 dan telah diselesaikan sejak saat itu, tetapi bangunan tritium membeku di lantai lantai L2 pada waktu yang hampir bersamaan, pada tahun 2018. Alasan untuk ini belum diumumkan, tetapi saya menduga bahwa desain ulang sistem yang lain adalah penyebabnya. Namun tritium dalam proyek ITER tersebut baru akan dibutuhkan hingga tahun 2030, sehingga masih ada waktu penyelesaian.
Perakitan dan pemasangan
Pada tahun 2020, di lokasi di Cadarache, pekerjaan perakitan dan pemasangan elemen sistem ITER telah meningkat secara nyata, dari listrik biasa hingga bagian yang sangat spesifik dari reaktor masa depan - misalnya, layar cryo. Tapi hal pertama yang pertama.
Render bangunan tokamak dengan semua (atau sebagian besar) saturasi. Anda dapat melihat garis krem pada baki kabel, garis kuning untuk busbar dan sakelar, garis biru untuk air pendingin, garis biru untuk kriogenik, garis hijau pucat untuk ventilasi, garis hijau tua untuk peralatan ilmiah, garis merah untuk sistem pemanas, dll.
Semua sistem ITER khusus, seperti konverter energi magnet, pemanas gelombang mikro elektron-siklotron atau rakitan diagnostik, bergantung pada sistem layanan yang lebih mendasar, empat di antaranya dapat dibedakan: catu daya, penghilangan panas, pasokan cairan krio, dan vakum. Sangat jelas bahwa tanpa pengenalan subsistem ini, tidak mungkin untuk menugaskan yang lainnya. Yang paling mendasar, tentu saja, adalah catu daya, yang tanpanya penghilangan panas, pabrik cryo, atau pompa vakum tidak akan berfungsi. Pada tahun 2019 lalu, switchgear 22 kilovolt dioperasikan, yang bertanggung jawab atas ~ 110 megawatt konsumen, terutama untuk beban layanan.
«» . () 400 , — 7 — 4 , 3 — . 22 , 66 — . — .
Load Center 14, 2020 .
Pada tahun 2020, pembuatan subsistem ini dilanjutkan dengan pembangunan dan pemasangan pusat beban - switchgear input lokal yang terletak di dekat konsumen utama (cryocombine, sistem pelepasan panas, pemanas RF, dan bangunan pra-perakitan). Pengetatan kabel konsumen juga dilakukan.
Foto suram dari saluran bawah tanah di mana Anda dapat melihat banyak kabel 66 kilovolt yang dipasang ke konsumen. Secara umum, ITER memiliki sekitar 3 km galeri bawah tanah semacam itu.
Bagian kedua dari sistem catu daya adalah PPEN "sistem catu daya beban variabel", yang terutama mencakup sistem kontrol arus dan pemanas dalam magnet. Pada saat tembakan plasma, bagian ini akan memakan daya hingga 500 megawatt dari jaringan nasional, sementara hingga 2 gigawatt daya sesaat akan bersirkulasi di dalam sistem magnet. Di sini pada tahun 2020, switchgear terbuka besar 66 kilovolt dipasang, kabel ditarik ke konsumen utama (konverter magnetik dan bangunan pemanas frekuensi radio), dan peralatan untuk stasiun kendali daya reaktif dipasang, pada kenyataannya, satu set kapasitor dan induktor yang diaktifkan yang akan bertukar energi dengan kumparan superkonduktor raksasa. Magnet ITER, mengurangi beban di jaringan nasional Prancis.
Bangunan konverter magnet dalam proses pemasangan peralatan.
Gang pengukuran transformator arus dan rakitan kapasitor filter aktif dari sistem kompensasi daya reaktif.
Kesiapan subsistem daya memungkinkan selama tahun 2020 untuk membuat kemajuan yang signifikan dalam pemasangan konsumen listrik terbesar - sistem pelepasan panas.
Pada saat eksperimen termonuklir terkuat, sistem ini akan menerima hingga 1.150 megawatt panas termonuklir dan panas mekanisme dan sistem. Panas akan dibuang dengan kecepatan 500-600 megawatt melalui 10 menara pendingin kipas, dan perbedaannya akan disangga di kolam panas dan dingin. Di seluruh lokasi ITER, pipa dari tiga loop pendingin telah diperpanjang, menyediakan sekitar ~ 10 titik pertukaran panas dengan air dingin.
Setahun yang lalu, foto-foto unit pertama peralatan yang dipasang sangat menyenangkan, di akhir tahun mereka enak dipandang dengan uji fungsional peralatan ini. Foto menunjukkan kolam air dingin di bawah menara pendingin.
Pada bulan November, bak air berhasil diperiksa dari kebocoran, dan pada bulan Desember, komisioning kompleks 27 pompa yang agak rumit, 20 penukar panas, sistem pengolahan air, ratusan sensor, lusinan penggerak katup dengan total konsumsi hingga 67 megawatt dimulai. Diharapkan pada paruh pertama 2021 sistem ini akan siap melayani beberapa konsumen, khususnya cryocombine, sistem layanan penting lainnya dari ITER.
Kriokombinan ITER akan menjadi tanaman krio terkumpul terbesar di dunia (sistem LHC bahkan lebih besar, tetapi terbagi menjadi beberapa blok). Ini terdiri dari taman pemegang gas dan tangki cryoliquid, generator nitrogen, 2 kompresor nitrogen, 2 kolom pencairan nitrogen, 18 kompresor helium yang diatur dalam 3 baris, sistem pemurnian helium dari minyak dan air dan, sebagai puncak dari semua ini, tiga kotak vakum untuk pencairan helium.
2 dari 4 "kotak dingin" dari kriokombinan - bejana vakum dengan peralatan untuk mencairkan helium yang terletak di dalam - penukar panas, sirkulator, evaporator, ekspander turbo, dll.
Dari satu daftar blok utama, menjadi jelas bahwa jumlah pipa penghubung akan keluar skala, dan commissioning tidak akan cepat. Secara khusus, pada tahun 2020, installer memasang ~ 800 bagian dari hanya pipa kriogenik di cryocombine (tidak ada informasi pasti untuk pipa "hangat", tapi saya pikir tidak kurang dari itu). Juga pada tahun 2020 terjadi pengetatan kabel power dan kontrol, pemasangan elektronika daya. Pada paruh kedua tahun 2021, cryocombine dapat dimulai - tepat pada saat sistem pelepasan panas akan dapat menerima panas dari kompresor operasi (hingga 30 megawatt pada puncaknya).
Detail yang menarik ada di latar depan 5 pemanas listrik dengan total kapasitas 800 kilowatt, yang dibutuhkan untuk menghangatkan magnet superkonduktor dengan cepat ke suhu kamar saat pemasangan dihentikan untuk pemeliharaan.
Sebenarnya ada satu hal tetapi - antara cryocombine dan bangunan tokamak, sebuah jalan layang harus diletakkan, di mana pipa dengan pembawa cryo-heat akan lewat. Namun pembangunannya bahkan belum dimulai, dan belum ada konsumen di gedung tokamak tersebut. Jadi sebelum ~ 2023, kami tidak akan melihat manfaat apa pun dari cryocombine.
Terlepas dari kerumitan yang tampaknya mahal - seluruh cryocombine dirakit dari sistem yang siap secara industri, mis. hanya ada BANYAK segalanya, tetapi setidaknya tidak di ambang fantasi.
Salah satu konsumen utama cryotemperatures adalah sistem vakum ITER. Ini adalah paus "layanan" keempat tempat tokamak berfungsi. Misalnya, penerimaan kompleks magnet superkonduktor dan semua peralatan reaktor akan dimulai dengan evakuasi. Sayangnya, pada akhir tahun 2020, itu adalah sistem yang paling tertinggal dalam hal pemasangan. Pada musim gugur 2020, pemasangan pemasangan pipa vakum baru saja dimulai, tetapi pada dasarnya semua elemennya berada pada tahap produksi yang berbeda. Secara khusus, saluran pipa, katup gerbang, katup sedang diproduksi secara aktif, kotak persimpangan dan lemari, bagian dari pompa vakum standar telah dipesan. Produksi pompa non-standar juga sedang berlangsung - pompa kriosorpsi lini pertama, pompa kriokondensasi yang akan memisahkan isotop hidrogen dan helium.Pengembangan sistem pemantauan dan deteksi kebocoran yang paling penting sedang berlangsung, di mana IDOM, 40-30, dan Gutmar menerima kontrak pada tahun 2020.
Satu set penganalisis gas untuk gas sisa dari volume vakum dan sumber eksternal helium / bagian dalam - detektor helium harus mendeteksi dan melokalisasi kebocoran vakum.
Namun, cukup tentang yang dangkal. Mari kita lihat beberapa hal unik lainnya. Pada tahun 2020, pemasangan busbar sistem tenaga magnet superkonduktor dimulai. Ini adalah busbar aluminium dengan penampang melintang dari 100x160 hingga 400x700 mm dengan pendingin air aktif, dari hanya dua bangunan konversi magnetik ke masukan tokamak, 24 jalur busbar ganda harus diperpanjang. Perlu dicatat bahwa saluran bus ini, koneksi dan pendukungnya, peralatan switching diproduksi di Rusia sebagai bagian dari kontribusi untuk proyek tersebut. Sangat menyenangkan melihat perangkat keras "live", dan bahkan sangat visual :)
Tiga foto terakhir adalah garis busbar di basement gedung diagnostik (lampiran gedung tokamak), di mana beberapa peralatan switching akan ditempatkan.
Pada tahun 2020, pemasangan busbar di gedung konverter dan di lantai bawah gedung tokamak hampir selesai. Di depan adalah pemasangan bagian vertikal pada poros bangunan tokamak, di lantai atas dan di dua jembatan yang akan menghubungkan semuanya.
Dan ini adalah bagaimana garis busbar dimulai di gedung konversi magnetik - dari konverter (hanya induktor decoupling dan pelompat aktif yang terlihat) dan melintasi jembatan ke gedung diagnostik.
Selain itu, pada tahun 2020, di gedung tokamak, sedang dilakukan pemasangan cryoline, bagian ventilasi dan pendingin udara, pipa pendingin air, baki kabel dan ratusan penyangga untuk semua itu. Secara umum, pemasangan sistem di gedung tokamak sudah resmi dimulai.
Tanpa ventilasi dan AC, tidak mungkin untuk memulai setidaknya kabinet elektronik kontrol, jadi pemasangan sistem ini sebelumnya menyenangkan.
Tonggak kecil tapi penting lainnya adalah penyerahan kepada ITER dari bengkel bantu yang berfungsi penuh (Gedung B61). Berikut adalah sistem untuk persiapan air demineralisasi, udara tekan dan nitrogen, pendingin yang mengalirkan air dengan suhu 10 derajat, dll. Bangunan ini adalah yang pertama selesai di lokasi (pada tahun 2016), itu juga yang pertama di mana semua sistem dipasang (pada awal 2019), dan sekarang telah sepenuhnya berfungsi.
B61 di pojok kiri atas bingkai. Dan di sebelah kanan tengah Anda bisa melihat perpanjangan “bangunan tritium” yang belum selesai di 4 lantai.
Dan terakhir - ke "acara pengeditan tahun 2020" utama. Tentu saja, kita berbicara tentang awal perakitan reaktor itu sendiri di porosnya. Tonton video ini, yang menunjukkan tahapan utama perakitan tokamak ITER:
Pada 25-26 Mei, setelah ~ sebulan persiapan, bagian terberat dari reaktor - dasar cryostat (1250 ton!) Dipindahkan ke poros dan diturunkan ke posisi pra-desain, dengan dongkrak.
Pada pertengahan April, dasar cryostat ditarik ke dalam gedung pra-perakitan.
Kemudian geometri nyata dari celah diukur ke dasar beton dan ~ 100 spacer dibuat untuk meratakan alas dengan akurasi 2 mm dari cakrawala. Dan akhirnya, pada bulan Juni, bagian pertama dari bagian reaktor resmi dipasang di tempatnya - penyangga yang akan merasakan beban vertikal, horizontal, dan tangensial ke lingkaran, yang akan dibagikan dengan murah hati oleh bagian elektromagnetik dari reaktor.
Sangat menarik bahwa pemasangan suku cadang, yang berat menurut semua kanon dunia, dikelola oleh para insinyur dari perusahaan China "Rosatom" CNNC, yang bekerja sama dengan orang Eropa menerima kontrak untuk pemasangan bagian reaktor ITER.
Pada tanggal 31 Agustus, operasi pemindahan dan pemasangan silinder bawah cryostat berlangsung, dan pada 2 Oktober "bagian" dari cryostat mulai dilas bersama-sama dengan jahitan 90 meter dengan penampang 60 mm.
Sedangkan di aula pendahuluan, kegiatan penyiapan unsur-unsur tokamak selanjutnya semakin berkembang. Pada bulan September, yang pertama dari 9 sektor ruang vakum dipasang untuk persiapan. Hingga akhir tahun 2020, pekerjaan sedang dilakukan untuk menghapus geometri presisi dari sektor tersebut, memeriksa ulang kerapatan vakum, mengelas dukungan ratusan sensor sistem diagnostik teknis dan ilmiah, dan memasang sensor itu sendiri dan kabelnya.
Pada awal 2020, direncanakan untuk memiringkan sektor (seberat 440 ton) ke posisi vertikal dan memasangnya di dudukan perakitan, di mana ia akan dikelilingi oleh cryoscreens vakum dan kemudian dihubungkan ke dua kumparan toroidal.
Oh ya! Layar cryo. Jika mereka tidak ada dalam proyek ITER, akan bermanfaat untuk menghasilkan sesuatu seperti itu. Bangunan besar berwarna perak dengan gambar misterius di atasnya - ilustrasi apa yang lebih baik dari proyek fiksi ilmiah megah?
Bagian silinder bawah dari layar krioskop eksternal. Di sebelah kanan Anda dapat melihat kolektor dari mana helium didistribusikan dan dikumpulkan pada suhu 80K.
Elemen cryoscreen memisahkan ruang vakum panas dari magnet dingin
Pada tahun 2020, 2 dari empat bagian cryo-screen ruang vakum disiapkan (dan dipasang pada dudukan perakitan) dan perakitan silinder bawah hampir selesai, yang akan berdiri di dalam dasar cryostat dan akan melindungi magnet superkonduktor dari panas dunia luar. Pada awal 2021, bagian silinder ini harus dipasang di dalam cryostat, yang peralatannya sudah terpasang di dalamnya.
Bagian cryoscreen yang dibungkus pada dudukan perakitan, dengan bantuannya akan diletakkan di sektor ruang vakum. Selain bagian ini, juga akan ada bagian dalam layar dan dua bagian yang sama di sebelah kiri.
Pada akhir tahun 2020, pemasangan cryofeders dari sistem magnetik juga dimulai - produk multi-meter di mana sinyal arus, pendingin, pengukuran, dan kontrol disuntikkan ke dalam lingkungan vakum-cryogenic.
ITER sistem cryo
-feeder pada render AND elemen pengumpan dalam kenyataan.
Terakhir, saya ingin menambahkan sedikit lalat dalam salep ke kolam madu ini. Dengan mata telanjang, orang bisa melihat ketertinggalan di balik rencana. Jadi, awalnya, pada akhir tahun 2020, direncanakan untuk memasang 18 dukungan magnet toroidal (seperti yang lainnya di ITER - perangkat kompleks dengan pendinginan aktif dan karakteristik kekakuan yang cerdas) produksi China.
Dukungan toroidal di dekat poros reaktor selama uji kebocoran.
Kembali pada tahun 2019, Tiongkok membuat 6 dukungan pertama dan berjanji untuk mengirim 12 dukungan tersisa pada awal tahun 2020. Namun, kini batas waktu tersebut telah bergeser menjadi Februari 2021 dan sudah berdampak langsung pada jadwal pemasangan.
Koil PF5, yang telah diproduksi di lokasi ITER di pabrik khusus sejak 2017, juga tertinggal. Pada bulan Desember 2020 baru saja dipasang bangku uji kriogenik, artinya kita tidak akan melihatnya dalam posisi desain sebelum Mei 2021, dengan tanggal awal pada bulan Februari.
Memasang PF5 di cryostat, awal Desember 2020. Detail yang menarik bagi saya adalah seluruh kabinet dari berbagai sambungan listrik ke PF5, yang digunakan untuk pengujian.
Jadi meskipun pemasangannya berjalan lebih baik dari ekspektasi pesimistis, tetapi lebih buruk dari yang optimis, dan tanggal plasma pertama pada Desember 2025 tetap sulit dipahami.
Kelanjutan tentang produksi komponen dan R&D di bagian kedua.