Sloupový nástroj aneb 600 tun ve středu tokamakové jámy ITER

Impozantní nástroj tvořený rovným kmenem a větvemi z něho vyrůstajícími, neboli 600tunovým sloupem s devíti radiálními rameny, vyroste příští rok ve středu jámy tokamaku ITER. Během montáže v jámě bude podepírat, vyrovnávat a stabilizovat podsestavy vakuové nádoby, jakmile budou spojeny a svařeny. Spolu s gigantickým nástrojem pro montáž podsestav (SSAT, Sector Sub Assembly Tool) a nástrojem na otáčení sektorů vakuové nádoby do svislé polohy je nástroj pro montáž v jámě třetím hlavním jednoúčelovým zařízením dodávaným agenturou ITER Korea pro montáž a svařování trubek sektorů vakuových komor.

Tři gigantičtí pomocníci

Tyto tři nástroje spolu úzce souvisejí:

• Obracecí nástroj se bude používat ke vztyčování sektorů vakuové nádoby z vodorovné polohy do polohy svislé.
• Po každé „vztyčovací“ operaci se jedno radiální rameno vyjme ze sloupového nástroje v jámě a transportuje mostovým jeřábem tam, kde se na něj zavěsí svisle stojící sektor vakuové nádoby. Sektorů je celkem devět.
• Radiální rameno se zavěšeným nákladem se transportuje do jednoho z nástrojů SSAT, kde stále nese hmotnost celého sektoru, zatímco dvojice cívek toroidálního pole a panely tepelného štítu se otočí dovnitř a posléze připevní.
• Dokončená sektorová podsestava složená ze sektoru vakuové komory (stále zavěšeného na radiálním rameni), dvou cívek toroidálního pole a tepelného stínění se přesune pomocí mostového jeřábu prostřednictvím jednoúčelového „sektorového zvedacího nástroje“ do jámy tokamaku.
• Během zarovnávání a svařování bude celý těžký sektor stále zavěšen na radiálním rameni, zatímco cívky a tepelný štít budou opřeny zespodu pomocí podpěrek instalovaných na základně kryostatu.

Stejný postup se opakuje devětkrát pro devět sektorů vakuové nádoby.

Virtuální osa a vertikální přístup

Centrální sloup vysoký 25 metrů a o průměru 5 metrů je ukotven přímo k podlaze Trojbudoví Tokamaku otvorem v základně kryostatu, zatímco radiální ramena jsou podepřena středním sloupcem na jedné straně a betonovým biologickým stíněním na straně druhé s držáky zapuštěnými do stěny biologického stínění.

Střední sloup ukotvený přímo k betonové podlaze budovy tokamaku bude částečně podpírat mrtvou váhu sektorových podsestav, radiální rameno bude podpírat zbytek. Ramena budou instalována v jámě tokamaku, dokud budou potřeba - každé z nich bude zvednuto mostovým jeřábem, aby se spojilo se sektorem vakuové nádoby. Jakmile se připojí, rameno a sektor zůstanou spojeny, dokud nebudou dokončeny všechny sváry mezi sektory. Nástroj je navržen tak, aby unesl celkovou jmenovitou hmotnost 5 400 tun.

Státní nivelace – poškození se trestá

Kromě své nosné role bude středový sloup nástroje také fyzickou osou nástroje, podle níž bude možno přesně nastavit všechny cívky toroidálního pole. „V jámě tokamaku bude předem stanoven vztažný bod pro ustavení sektorů vakuové nádoby a odpovídající virtuální osy, podle které bude středový sloupec srovnán,“ vysvětluje Hyung Yeol Yung, který vede sekci podpory montáže. „Centrální sloupec se pak stává dobrým referenčním materiálem, který simuluje virtuální osu pro rovnání cívek toroidálního pole, prostřednictvím řady referenčních bodů namontovaných na středním sloupci. Když bude hotova sestava cívek toroidálního pole, nový vztažný bod a nová virtuální osa budou definovány znovu, tentokrát pro supravodivé cívky poloidálního pole, které po namontování obtočí 18 cívek toroidálního pole. „ Nastavení vakuové nádoby a seřizovací jednotky umístěné na radiálních ramenech umožní operátorům vyrovnat polohu každého sektoru před svařováním a srovnat sektory proti cívkám toroidálního pole.

Centrální sloup finišuje

Centrální sloup umožní dodavateli přístup k montážním činnostem v extrémně přeplněném prostředí jámy. Přestože je vnitřní část sloupu v pravidelných intervalech zpevněna vnitřními žebry, je v podstatě dutý a bude vybaven čtyřmi patry s vnitřními žebříky. Práce na montážním nástroji do jámy nyní pokračuje v Koreji v Yujin Machinery v Changwonu. Tovární testy byly naplánovány na listopad. Pokud vše půjde podle plánu, nástroj přivezou na staveniště ITER ještě do konce roku.

Montáž sloupového nástroje začne po instalaci základny kryostatu v Tokamakové jámě příští jaro. Po sestavení centrálního sloupce bude proveden komplexní metrologický průzkum, aby se změřila skutečná poloha před přijetím první podsestavy vakuové nádoby.

Postupnými kroky míří tokamak ITER k prvnímu plazmatu...