2025年2月7日至2月19日,在法國南部卡達拉舍,國際熱核聚變實驗堆(ITER)真空室模塊組裝(SMSA)相繼完成首對環向場線圈(TFC)中線圈外側結構(OIS)、上部中間線圈外側結構(IOIS)和下部線圈內部結構(IIS 1、2)的安裝并于2月13日成功實現TFC的載荷轉移。TFC載荷轉移的實現標志著SMSA聯合體項目部取得又一關鍵性突破,為實現真空室模塊整體吊裝奠定了堅實基礎。
TFC是ITER裝置的關鍵部件之一。單個線圈高約18米、寬約3米,每個TFC由繞組包和不銹鋼保護殼組成,設計高度復雜,具備超導特性,重量超過300噸,其主要作用是產生強大的磁場,用于約束等離子體以實現穩定運行。
一對TFC通過OIS、IOIS和IIS等組件連接。OIS、IOIS和IIS分別包含上下兩部分,其中OIS和IOIS位于TFC外側,用于約束兩TFC沿周向的相對位移;上、下IIS位于TFC內側,主要用于約束TFC周向和軸向的相對位移。
OIS、IOIS和IIS等組件布置
OIS、IOIS和IIS的安裝涉及精密測量、逆向工程和定制加工等工作,整個安裝時間緊、精度要求高、操作空間有限、過程復雜,各工種環環相扣,不允許出現任何失誤。在CNPEC、SIMIC、法馬通等合作單位的共同努力配合下,聯合體在加速計劃內完成了各組件的安裝。
頂部及底部OIS安裝
上部IOIS安裝
底部IIS安裝
載荷轉移是SMSA的重要節點,在與真空室冷屏(VVTS)之間最小處距離20mm的情況下,將總重量約為710噸的一對TFC的全部載荷從底部適配器轉移到三個臨時支撐柱上。為避免使其產生大幅度移動,施工團隊需要同時操控兩個真空室模塊組裝工具(SSAT)旋轉框架控制器,并借助精密儀器對兩個TFC的位置和姿態進行實時監測,以確保兩個TFC的操作同步進行并隨時進行調整。整個過程環環相扣,需要不同設備配合進行精準的操作和測量。施工團隊在完成三個臨時支撐柱的安裝和對中后,通過降低底部適配器,比對液壓泵站和控制器的讀數以及測量數據,判斷并調整兩個TFC的當前姿態和位置,以確保整個活動有條不紊的進行。團隊經過8個小時緊張連續的奮戰,最終成功完成了第一對TFC的載荷轉移工作,整個過程沒有出現任何失誤,保質保量完成了任務,展現了團隊實力。
此次環向場線圈工作的順利完成實現了SMSA項目施工工作的又一里程碑,為實現2025年4月中旬的趕工目標,完成真空模塊吊裝創造了先決條件,也為后續8組TFC的安裝積累了寶貴的經驗。此次節點的完成再次展現了中國智慧和中國力量,又一次向ITER組織證明了中核工程聯合體是一支素質過硬、能打勝仗的優秀團隊,為首個真空室模塊組裝的沖刺工作順利進行奠定了堅實的基礎。