Jiný plyn, jiné plazma

Čínská domácí agentura dodala první část systému vstřikování plynů do vakuové komory tokamaku ITER. Jedná se o spoustu trubek a trubiček, které dopravují z Budovy tritiového hospodářství do Budovy tokamaku všechny potřebné plyny.

Čínská domácí agentura odpovídá za celý systém vstřikování plynů, včetně palivového rozdělovacího systému, který dodává různé druhy plynů do vakuové nádoby. Tritiové hospodářství, umístěné hned vedle Budovy tokamak jako součást Trojbudoví (Tokamak Complex), je vysoce sofistikované zařízení umožňující pokročilé chemické separace a čištění, při kterých jsou odpadní plyny z tokamaku zpracovávány a skladovány pro filtraci nebo recyklaci. „Systém vstřikování plynů bude kromě paliva přepravovat další plyny, včetně dusíku, argonu a neonu, jakož i dva izotopy helia a tři izotopy vodíku, v závislosti na režimu činnosti tokamaku,“ říká Paul Jordan, strojní inženýr v Sekci dodávky paliva a údržby stěny (Fuelling & Wall Conditioning Section).

Palivový a ohřevový systém - rozdělovač

Budou se používat dva různé potrubní systémy - tzv. rozdělovače - jeden se nazývá plynový palivový rozdělovač (česky „prasnice“), který napájí vakuovou komoru pro provoz s plazmatem; druhý, nazývaný rozdělovač neutrálního svazku, dodává vodík a deuterium do systému ohřevového neutrálního svazku. V každém systému je centrální evakuační potrubí, které odvádí odpadní plyny do Budovy tritiového hospodářství, kde se zpracovávají.

Kolem tohoto centrálního kanálu jsou vstřikovací trubky - šest pro plynné palivo, tři pro systém neutrálního svazku. V obou systémech jsou funkční trubky ukryty v 25centimetrové (10palcové) ochranné trubce, ve které je meziprostor inertizován suchým dusíkem. Tento plynný dusík proudí v protisměru do tritiového hospodářství, kde ohlašuje netěsnost.

Uvnitř 25centimetrového ochranného potrubí je šest funkčních tras pro plyn směřující do plazmatu a centrální evakuační potrubí, které dopravuje odpadní plyny ze zařízení zpět do tritiového hospodářství.

Rozdělovač palivového plynu končí u několika plynových ventilových skříní, které regulují průtoky všech plynů a dávkují je do vakuové komory. Ve skříni plynového ventilu bude umístěn regulátor průtoku plynu, který je nejen rychlý, ale také odolá radioaktivnímu prostředí. Čínská domácí agentura vyvíjí svůj vlastní regulátor toku plynu, protože žádný regulátor na trhu nesplňuje požadavky na dobu odezvy a kompatibilitu s drsným prostředím.

Bezpečnost především

Systém vstřikování plynu musí splňovat přísné francouzské předpisy týkající se přepravy radioaktivních a hořlavých plynů. Jakékoli úniky z technologických trubek budou detekovány dusíkem proudícím v opačném směru a vráceny zpět do tritiového hospodářství, kde mechanismus detekce úniků rychle aktivuje výstrahu, aby tak zajistil bezpečné vypnutí celého zařízení.

„Z místnosti, kde jsou umístěny rozdělovače, vede tlaková kaskáda a technologická potrubí zabraňující úniku plynů,“ říká Jordan. „Aktivně udržujeme tlak na předepsaných úrovních - a pokud zjistíme nějaké anomálie, ‚vypínáme‘ plazma. Protože systém vstřikování plynu je systém PIC (protection important component - významná část ochrany), velká část naší práce spočívá v kontrole bezpečnosti. Stejně jako všichni další lidé v ITER se zabýváme otázkami tolerance a kvality našich materiálů a jejich řemeslného zpracování.

Všechna spojení vnitřních trubek v systému vstřikování plynu jsou tvořena svary s plným průnikem, přičemž se při svařování používají zvláštní nerezové oceli třídy ITER. Před přepravou prošly všechny svary požadovaným nedestruktivním testem pomocí rentgenu a všechny trubky byly testovány na únik hélia. Na ochranu rozdělovače během přepravy byly postaveny originální rámečky pro každou cívku. „Pro každý případ po obdržení rozdělovačů provádíme na staveništi ještě vlastní inspekce,“ říká Jordan. „Naše závěrečné kontroly zahrnují high-tech metrologická měření některých složitějších částí.“

Volně podle Pata Branse.