法国ITER真空容器组装持续推进,欧洲五个扇区进入不同关键阶段

位于法国南部的国际热核聚变实验堆(ITER)项目真空容器组装工作正在持续推进。作为ITER托卡马克装置的核心部件,真空容器将容纳由超导磁体约束的等离子体,是聚变反应发生的关键空间。该不锈钢环形结构总重约5200吨,直径19.4米,由九个扇区组成,其中五个由欧洲承担制造。

欧洲聚变能源组织 (F4E) 与安萨尔多核能公司 (Ansaldo Nucleare)、西屋电气意大利公司 (Westinghouse Electric Italy) 和沃尔特·托斯托公司 (Walter Tosto) 组成的AMW联合体负责相关制造工作。目前,欧洲负责的五个真空容器扇区分别处于制造收尾、现场加工、子装配和坑内安装等不同阶段。

在意大利蒙法尔科内的西屋电气工厂,2号扇区已进入制造最后阶段。该部件的成型和焊接供应链涉及15家以上企业。近期,技术团队正在使用专用铣床对部件侧面进行最终机械加工,以满足严格的几何尺寸要求。按计划,该扇区完成准备后将装入保护罩,并于9月经海路运往法国南部ITER现场。

3号扇区于今年5月运抵ITER现场后,计量人员对其内外表面进行了全面检查。随后,该部件被翻转至所需姿态,并转运至原低温恒温器车间。技术人员使用定制机器人对扇区边缘进行加工,去除多余金属并修补局部凹陷,以确保相邻扇区连接界面的轮廓一致,为后续焊接创造条件。

在装配大厅内,9号扇区正在进行扇区模块组装。现场设置有两座高22米的扇区子装配工具,用于将隔热屏和两台环向场线圈安装到真空容器扇区两侧。完成后的扇区模块重约1200吨。目前,9号扇区已安装在其中一座装配工具上,正准备与第二个D形磁体集成。该模块预计将在今年年底移入托卡马克坑,届时重型吊装作业可能持续24小时以上。

4号扇区模块自5月起已位于托卡马克坑内。该扇区将安装大量用于监测ITER磁场的传感器及其电缆。为便于作业人员接近内壁各个位置,现场已搭设脚手架。焊工将陆续安装超过2000个小型支架,用于固定传感器和电缆。相关定位工作将借助三维软件和激光工具完成,以保证安装精度。

欧洲交付的首个真空容器扇区——5号扇区也在近期完成了最后一次位置调整。尽管移动距离仅有数厘米,但该步骤使其正式落位于重力支撑结构上,并释放了此前临时支撑横梁所承受的载荷。待设备全部组装完成后,这些支撑结构及其下方混凝土顶盖将承受约2.3万吨重量。

根据ITER装配方案,九个真空容器扇区最终都将固定在支撑结构上,并焊接形成完整环形容器。从托卡马克坑上方俯瞰,真空容器的整体轮廓已经逐步显现,但核心区域的组装、焊接和内部部件安装仍将持续推进。

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