Příprava na opravu uloženého a znovu vyjmutého sektoru vakuové nádoby ITER

„Ještě není hotov, už se opravuje“ tak uvítal nový rok 2023 autor tohoto článku. Neuplynulo půl roku a jsou tu první zprávy z opravárenské dílny. Žádné utajování, žádné výmluvy, ale podrobný popis mimořádně obtížného úkolu. Vyjmutí poškozeného sektoru vakuové komory se dvěma cívkami toroidálního pole přilepenými z obou stran, volba postupu opravy, výběr opravárenské firmy. Proces je o to obtížnější a kritičtější, že na něj nikdo nebyl připraven a vše se musí vymýšlet od začátku. Všimněte si prosím termínů – konec července, konec roku. Zdržení bude značné – řádově roky – a novináři a kritici fúze si přijdou na své. Rozsah oprav dalších částí vakuové komory a tepelných štítů vlastně ani není dosud znám. Nechci malovat čerta na zeď a dovolím si připomenout neúspěšné pokusy o ovládnutí kosmu … co předcházelo, než kupříkladu odstartoval Jurij Gagarin.

Podobně jako v dětské hře s písničkou a se židlemi – i když ve zpomaleném rytmu a v masivních rozměrech – se komponenty ve shromažďovací hale přemísťují z jednoho místa na druhé, na krátkou dobu se ukládají do jednoho mohutného nástroje, než se znovu přesunou, vše podle původně neočekávaného, ale nyní pečlivě napsaného scénáře. Důvod těchto přesunů je jednoduchý: oba nástroje pro podsestavu sektoru (SSAT - Sector Sub-Assembly Tools) musejí být k dispozici pro opravu nevyhovujících sektorů vakuových nádob #6 a #7 a sektoru #8 a musejí být přesunuty do prostorné Dílny kryostatu kvůli obtížnějším, částečně automatizovaným zásahům.

Škatulata, hejbejte se

Přemísťování obrovských částí vakuové komory začalo koncem ledna, kdy byly ze SSAT-1 vyjmuty dvě cívky toroidálního pole (TF9 a TF8) a přesunuty do SSAT-2. Obě cívky byly součástí sektorového modulu #7, jehož montáž byla v Tokamakové jámě téměř dokončena, když muselo být na konci loňského roku přijato rozhodnutí o zastavení procesu a jeho demontáži. Odstranily se také panely tepelného štítu a sektor #7 nyní stojí sám, připraven k opravě.

Sektor #8 mezitím stál v zařízení SSAT-2, kde montážní práce právě začaly. Dne 2. května byla 440tunová maličkost zvednuta ze stojícího nástroje a připevněna, stále ve svislé poloze, k naklápěcímu nástroji, který bude nyní po několika úpravách používán jako nástroj pro doslova „dolování tepelných štítů (down-ending)“. „Vyjímání je namáhavější než vkládání probíhající v obráceném směru. Věci byly o něco složitější, než se očekávalo,“ přiznává Bruno Levesy, odpovědný za pracoviště pro montáž strojů.

Výjimečná příležitost prohlédnout si cívky

Pohled do montážní haly nyní jasně naznačuje, co se bude dít dál (viz obrázky). Vlevo (čelem k Tokamakové jámě) stojí sektor #7 v SSAT-1 připravený k opravě. Napravo je sektor # 8 pevně připojený k otočnému nástroji a čeká na své naklonění z vertikální do horizontální polohy a následnou přepravu do prostornější sousední Dílny kryostatu. Blíže k dělicí stěně mezi Montážní halou a Tokamakovou jámou svírá SSAT-2 ve svých chapadlech cívky toroidálního pole TF9 a TF8. Je to jedinečná a pochopitelně dočasná příležitost prohlédnout si obě cívky toroidálního pole stojící blízko sebe a vnímat jejich výjimečnou velikost ve srovnání s čímkoli podobným na světě. „Naší prioritou je začít pracovat na sektoru #7, což bude možné až na konci roku,“ říká Sébastien Koczorowski, úřadující vedoucí divize Sector Modules Delivery & Assembly (Dodávky modulů sektorů a montáž). Do té doby bude již instalovaný sektorový modul #6 vytažen z Tokamakové jámy (operace je naplánována na konec července) a přesunut do SSAT-2, kde bude rozebrán a připraven k opravě. Několik týdnů před touto velkou operací by mohly být cívky TF9 a TF8 „svlečeny/sundány“ pomocí obracecího nástroje (upending tool), umístěny na zakázkové přepravní platformy a uloženy do skladu.

Podrobný postup prací

Oprava nesrovnalostí či chyb vakuové nádoby bude spočívat zaprvé v nanesení materiálu pro vyplnění zkosených oblastí, které se během výrobního procesu stáhly mimo toleranci, a zadruhé v místním opracování zkosených povrchů na požadované rozměry. U sektorů #6 a #7 bude svar proveden ručně; pro sektor # 8, jehož neshody jsou závažnější, bude proces částečně automatizován. „Jednou z výzev je ochrana jak čistoty vnitřních povrchů sektoru, kde již byla některá zařízení nainstalována, tak i prostředí, kde budou probíhat další činnosti,“ vysvětluje Levesy. Budou vytvořeny omezené „uzávěry“ vybavené lokálními HVAC (heating, ventilating, air-conditioning  – topení, větrání a klimatizace) a filtračními systémy, aby se zabránilo rozptylu kovových částic nebo prachu během oprav. Požadavkům se snáze vyhoví v Dílně kryostatu, kde je k dispozici více místa.

Kdo to opraví

Ve fázi přípravy výběrového řízení se dokončují technická a finanční jednání se třemi společnostmi. Všechny disponují odbornými znalostmi v oblasti jaderného prostředí, požadavků a předpisů. „Čekáme na nejlepší finanční nabídku a je možné, že vybereme více než jednu společnost,“ říká Koczorowski. Do závěrečné fáze vstoupilo také výběrové řízení na opravu tepelného štítu. Souběžně s tím probíhá postup nazvaný „Delta final design review – Závěrečné zhodnocení návrhu Delta“, aby se ověřil výběr nové, jiné třídy oceli pro potrubí a jiný postup svařování a aby se vyhodnotilo chování leštěné oceli v místě kontaktu se stříbrným povlakem panelů tepelného štítu, který by měl být vyroben znovu. K dnešnímu dni nelze říci, kolik nových panelů bude potřeba vyrobit. Vše bude záležet na kvalitě oprav a jejich podrobné analýze, až vybrané společnosti vrátí dvě první sady.

Kritický úkol opravy tří sektorů vakuových nádob a výměny 23 (!) kilometrů chladicích trubek tepelného štítu brzy začne. Slovy generálního ředitele ITER Pietra Barabaschiho,  dopad na harmonogram a náklady projektu „nebude zanedbatelný“, ale naštěstí k tomuto nezdaru dochází „ve chvíli, kdy ho můžeme napravit“.