Прогресс по магниту PF1 ИТЭР
Изготовители магнита PF1 Средне-Невский судостроительный завод и НИИЭФА рапортуют о важном промежуточном моменте в жизни PF1 - окончании вакуумно-нагнетательной пропитки первой штатной сверхпроводящей двойной галеты магнита PF1.
Сначала о том, что произошло: катушка PF1 состоит из 8 вот таких блинов, уложенных стопочкой, каждый из которых изготавливается путем намотки на специальном станке блина из двух сверхпроводящих кабелей (сверхпроводник - NbTi) в металлической оболочке. При этом кабели обматываются слоеной изоляцией из сухого стекловолокна и каптона. Затем вся конструкция погружается в вакуумную камеру, откачивается и заполняется эпоксидной смолой. В итоге получается а) электрическая изоляция, которая нужна при потере катушкой сверхпроводящего состояния, когда напряжение на ней может достигать 15-20 киловольт б) жесткая конструкция, которая сопротивляется магнитным силам (которые для этой катушки будут достигать нескольких сот тонн) и не дает проводнику с током сдвинуться с места (сдвиг - это плохо для термоядерного реактора, где необходимо прецизионно выдерживать конфигурацию магнитного поля, конкретно для ИТЭР положение каждого витка контролируется с точностью лучше 0,5 мм).
Конструкция PF1
PF1 - один из самых маленьких магнитов ИТЭР (однако не самый простой в плане требований), однако вне ИТЭР он был бы одним из самых больших и сложных в мировых масштабах. Интересно, что "запеченная" галета на первой фотографии - это первая подобная из всех полоидальных магнитов, хотя PF1 будет устанавливаться последним из всей магнитной системы аж в 2023 году. Сейчас, кроме этого первого блина, второй проходит вакуумно-нагнетательную пропитку, а третий наматывается, т.е. темп позволяет выполнить работу быстрее заложенного срока отгрузки (2021 год).
Характеристики полоидальных магнитов ИТЭР: Мегаампер-витки, количество витков в слое, количество слоев, всего витков, длина единичного кабеля из которого создается двойной блин.
Вообще ситуация с магнитами в ИТЭР довольно интересно. Дело в том, что это вторая по стоимости часть проекта (после проектирования и НИОКР, обошедшихся в 6 с лишним миллиардов долларов) - ~4 миллиарда долларов. При этом собственно производство магнитов довольно успешно и в срок идет везде (тороидальные в Японии и Италии, центральный соленоид в США), кроме двух самых критичных - полоидальных PF6 (наматываемого в Китае) и PF5 - наматываемого прямо на площадке ИТЭР, где для этого построен мини-завод. Критичные они, потому что PF6 необходимо поставить на площадку до 3 квартала 2019 года, т.е. всего через 2 года, а намотка штатных галет у китайцев еще не стартовала.
В феврале 2017 Китай успешно изготовил квалификационный двойной блин, но до старта производства еще надо квалифицировать и технологию пропитки, что займет еще несколько месяцев.
Европейцы с PF5 тоже слегка отстают от намеченных сроков, хотя им в целом проще - квалификация производства почти пройдена, а логистика готовой катушки заключается в перевозке ее на 200 метров, а не на 11000 км, кроме того, сдать магнит для монтажа надо на несколько месяцев позже.
Завод на площадке ИТЭР и намотка квалификационного образца двойного блина PF5 на переднем плане.
Сначала о том, что произошло: катушка PF1 состоит из 8 вот таких блинов, уложенных стопочкой, каждый из которых изготавливается путем намотки на специальном станке блина из двух сверхпроводящих кабелей (сверхпроводник - NbTi) в металлической оболочке. При этом кабели обматываются слоеной изоляцией из сухого стекловолокна и каптона. Затем вся конструкция погружается в вакуумную камеру, откачивается и заполняется эпоксидной смолой. В итоге получается а) электрическая изоляция, которая нужна при потере катушкой сверхпроводящего состояния, когда напряжение на ней может достигать 15-20 киловольт б) жесткая конструкция, которая сопротивляется магнитным силам (которые для этой катушки будут достигать нескольких сот тонн) и не дает проводнику с током сдвинуться с места (сдвиг - это плохо для термоядерного реактора, где необходимо прецизионно выдерживать конфигурацию магнитного поля, конкретно для ИТЭР положение каждого витка контролируется с точностью лучше 0,5 мм).
Конструкция PF1
PF1 - один из самых маленьких магнитов ИТЭР (однако не самый простой в плане требований), однако вне ИТЭР он был бы одним из самых больших и сложных в мировых масштабах. Интересно, что "запеченная" галета на первой фотографии - это первая подобная из всех полоидальных магнитов, хотя PF1 будет устанавливаться последним из всей магнитной системы аж в 2023 году. Сейчас, кроме этого первого блина, второй проходит вакуумно-нагнетательную пропитку, а третий наматывается, т.е. темп позволяет выполнить работу быстрее заложенного срока отгрузки (2021 год).
Характеристики полоидальных магнитов ИТЭР: Мегаампер-витки, количество витков в слое, количество слоев, всего витков, длина единичного кабеля из которого создается двойной блин.
Вообще ситуация с магнитами в ИТЭР довольно интересно. Дело в том, что это вторая по стоимости часть проекта (после проектирования и НИОКР, обошедшихся в 6 с лишним миллиардов долларов) - ~4 миллиарда долларов. При этом собственно производство магнитов довольно успешно и в срок идет везде (тороидальные в Японии и Италии, центральный соленоид в США), кроме двух самых критичных - полоидальных PF6 (наматываемого в Китае) и PF5 - наматываемого прямо на площадке ИТЭР, где для этого построен мини-завод. Критичные они, потому что PF6 необходимо поставить на площадку до 3 квартала 2019 года, т.е. всего через 2 года, а намотка штатных галет у китайцев еще не стартовала.
В феврале 2017 Китай успешно изготовил квалификационный двойной блин, но до старта производства еще надо квалифицировать и технологию пропитки, что займет еще несколько месяцев.
Европейцы с PF5 тоже слегка отстают от намеченных сроков, хотя им в целом проще - квалификация производства почти пройдена, а логистика готовой катушки заключается в перевозке ее на 200 метров, а не на 11000 км, кроме того, сдать магнит для монтажа надо на несколько месяцев позже.
Завод на площадке ИТЭР и намотка квалификационного образца двойного блина PF5 на переднем плане.