ИТЭР в 2020 году, инженерные системы

Прошедший год, безусловно, сильно выделяется силе слома привычного течения вещей и по количеству внезапно возникших проблем. Особенно сильно эти проблемы могли бы проявиться для большого индустриального проекта, раскинутого на 35 стран и зависящего от государственного финансирования. Тем не менее, можно сказать, что ИТЭР прошел пандемические ограничения и трудности с честью.
Строительство, монтаж, производство, координация и связь участников из разных стран — все это быстро перестраивалось по мере изменения обстановки, и в итоге прогресс проекта в 2020 году вышел весьма впечатляющим. Везло проекту и с финансированием, так, главные отстающие — США, в 2020 финансовом нарастили вливания в проект даже выше своих прямых обязательств, покрывая накопленные за предыдущие годы долги. Все это привело к впечатляющему техническому прогрессу, в который мы и окунемся.

Строительство


Рубрика “строительство” раньше занимала не менее половины всего годового текста, однако теперь ее время явно уходит, вслед за завершением строительной части проекта. На конец 2020 года было сдано 16 из 18 зданий “пускового минимума 2025 года” и началось строительство 17 — здания управления, где будет находится “ЦУП” ИТЭР и ИТ инфраструктура. Тем не менее, надо отметить главное событие, произошедшее в 2020 году — завершение “здания токамака”.

Это здание — центр всего комплекса, самый тяжелый и сложный построенный объект. 120х90 метров в плане, 7 этажей в вертикали, ~300 тысяч тонн весом, ~250 млн евро стоимостью, сооружение которого заняло около 7 лет.
Финальная металлоконструкция, накрывающая реакторный зал и предоставляющая путь для грандиозных мостовых кранов была собрана всего за полгода, и в феврале 2020 года началась разборка временной стенки между залом предварительной сборки и зданием токамака. 30 марта, за сутки до дедлайна спарка мостовых кранов грузоподьемностью 1500 тонн вошла в здание токамака, официально соединив его с соседом.
Надо отметить, что к зданию токамака плотно пристроены 2 крыла — диагностическое здание с юго-запада и здание фабрики трития с северо-востока. Первое было достроено еще в 2018 и с тех пор обживается, а вот здание трития замерло на уровне пола этажа L2 примерно тогда же, в 2018. Причины этого не озвучиваются, но подозреваю, что виноват очередной редизайн систем. Впрочем, тритий в проекте ИТЭР понадобится не раньше 2030, так что время для достройки еще есть.
Сборка и монтаж
В 2020 году на площадке в Кадараше заметно увеличились работы по сборке и монтажу элементов систем ИТЭР, от банальной электрики до весьма специфических частей будущего реактора — например криоэкранов. Но обо всем по порядку.
Все специализированные системы ИТЭР, типа конвертеров магнитной энергии, микроволнового электрон-циклотронного нагрева или диагностических сборок зависят от более базовых сервисных систем, коих можно выделить четыре штуки: электропитание, отведение тепла, снабжение криожидкостями и вакуумом. Довольно очевидно, без ввода этих подсистем невозможна пусконаладка всего остального. Самым базовым, очевидно, является электропитание, без которого не заработают ни отвод тепла, ни криокомбинат, ни вакуумные насосы. Еще в 2019 году в строй было введено распределительное устройства 22 киловольт, отвечающее за ~110 мегаватт потребителей в основном сервисных нагрузок.
Самую большую часть площадки занимает «электрочасть» ИТЭР. Ближе всего к нам открытое распределительное устройство (ОРУ) 400 киловольт, за ней — 7 вводных цепей ИТЭР — справа 4 постоянных нагрузок, слева 3 — импульсных. ВРУ 22 киловольта находится справа за трансформаторами, слева за трансами ОРУ 66 киловольт и за ним — здания магнитных конвертеров. Вдали слева — система компенсации реактивной мощности.
Load Center 14, сданный в 2020 году отвечает за питание низковольтных потребителей систем радиочастотного нагрева.
В 2020 году создание этой подсистемы продолжилось строительством и монтажом load center’ов — локальных вводных распределительных устройств, расположенных возле основных потребителей.
Второй частью системы электропитания является “система питания переменных нагрузок” PPEN к коим в основном относятся системы нагрева и управления током в магнитах. В момент плазменного выстрела эта часть будет забирать из национальной сети до 500 мегаватт мощности, при этом внутри магнитной системы будет циркулировать до 2 гигаватт мгновенной мощности. Здесь в 2020 году монтировалось крупное открытое распределительное устройство 66 киловольт, затягивались кабели к основным потребителям (магнитным конвертерам и зданию радиочастотного нагрева) а также монтировалось оборудование станции контроля реактивной мощности, фактически — набора коммутируемых конденсаторов и индуктивностей, которые будут обмениваться энергией с гигантскими катушками сверхпроводящих магнитов ИТЭР, снижая нагрузку на национальную электросеть Франции.