Oprava ITER: čtyřdenní obrácený postup

Začala první etapa, zdaleka ne nejsložitější, zatím největší opravy při stavbě tokamaku ITER. Demontáž sektoru číslo 7 vakuové komory již uloženého v tokamakové jámě hluboké přes třicet metrů, jeho přesun do sousedící Montážní haly, odmontování dvou cívek toroidálního pole a příprava k synchronizaci spojovacích otvorů jednotlivých sektorů a oprava popraskaného tepelného štítu. Velkou otázkou je, zda se podobné závady neobjeví na dalších dvou korejských sektorech. Výhrou je pracovní tým, který se nemění, ať montuje či demontuje. (O defektu a opravě jsme již psali zde: https://www.3pol.cz/cz/rubriky/jaderna-fyzika-a-energetika/2999-priprava-na-opravu-ulozeneho-a-znovu-vyjmuteho-sektoru-vakuove-nadoby-iter a zde: https://www.3pol.cz/cz/rubriky/jaderna-fyzika-a-energetika/3004-korejska-hyunday-heavy-industries-na-pranyri)

V květnu 2022 byl do montážní jámy instalován první z devíti sektorových modulů, které tvoří torus vakuové komory tokamaku ITER. V obráceném postupu k této první instalaci byl tentýž modul o hmotnosti 1 350 tun v červenci 2023 odstraněn, protože rozměrové neshody pozorované v oblasti úkosu (svarového spoje) sektoru vakuové nádoby v kombinaci s korozí způsobenými prasklinami chladicího potrubí tepelného štítu znamenaly velký problém. Sektorový modul se musel vrátit k sestavovacímu nářadí v montážní hale za účelem demontáže. Ačkoli se to v původních specifikacích montážních nástrojů nepředpokládalo, operace demontáže úspěšně proběhla se stejným hardwarem jako optimistická montáž před rokem. Byla to určitě výborná zkušenost.

Sto kroků

Od vyjmutí modulu z jeho ukotvení v montážní jámě až po jeho zvednutí a přepravu k sub-montážnímu nástroji muselo být definováno, ověřeno a integrováno do postupu zvedání více než sto různých technologických kroků.

Zpětné vyjmutí – operace, která trvala téměř čtyři dny (s výjimkou pokročilých přípravných činností)  – nespočívala pouze v otrockém obrácení postupu, který byl použit před více než rokem při instalaci. Bylo nutné postup přizpůsobit a vyrobit a nainstalovat zcela nové naváděcí systémy. „Přistání určitě není přesně zrcadlově provedený start,“ shrnuje Daniel Coelho, montážní inženýr ITER, který operaci koordinoval.

Z jámy do Montážní haly

Vyjmutí z tokamakové jámy začalo naostro 4. července „zhoupnutím“, které náklad zvedlo o několik centimetrů z jeho loňské přistávací polohy. Pro hlavní operaci bylo definováno více než sto různých za sebou jdoucích kroků – od vyjmutí modulu z jeho ukotvení v tokamakové jámě až po jeho zvednutí a přepravu k sub-montážnímu nástroji na druhé straně stěny v sousední montážní hale. Aby bylo možné provést plánovanou posloupnost pohybů – zvedání, otáčení, posouvání, otáčení, posouvání, spouštění – bylo nezbytné s nejvyšší přesností určit vzájemnou polohu každého z dotčených prvků: samotného nákladu, složitého lanoví mostového jeřábu a nosných systémů nástrojů na staronovém místě ukotvení v montážní hale těsně sousedící s cílovou tokamakovou jámou.

V hlavní roli těžiště

Stejně jako během operace v květnu 2022 bylo jednou  hlavních výzev určit těžiště nákladu. „Modul není jeden pevný kus. Když sedí v jámě, vakuová nádoba a cívky toroidálního pole nejsou mechanicky spojeny,“ vysvětluje Coelho. „Jedině během fáze zvedání se díky vzpěrným nástrojům, které k sobě připevňují vakuovou nádobu a cívky, stávají jedním homogenním nákladem se společným těžištěm.“

Stejný tým

Poučení získaná v roce 2022 byla zásadní pro úspěch této operace. „Udělali jsme značný pokrok, pokud jde o přesnost vyrovnání, a co je také velmi důležité, operovali jsme se stejným týmem. Každý dokonale znal svou roli a koordinace mezi členy týmu proběhla bez sebemenších zádrhelů.“

Přestože se jednalo o vysoce sofistikovanou operaci, která se do značné míry spoléhala na senzory a strategicky umístěné kamery, hráli živí „pozorovatelé“ zásadní roli v přesnosti a celkové bezpečnosti. „Senzor vám poskytne indikaci. Ale pouze lidské oko a mozek, který ho řídí, může analyzovat a pochopit situaci a učinit správné rozhodnutí,“ říká Coelho. Ve dnech 5. a 6. července, během samotného zvedání a přistávání modulu, téměř tucet pozorovatelů bedlivě sledovalo nejcitlivější průchody: podél centrálního sloupu jámy, přes dělicí stěnu a při zasouvání do nástroje pro podsestavu sektoru.

Následuje oprava

Sektorový modul nyní stojí pevně v Montážní hale „v objetí“  nástroje pro sestavování, který nyní bude použit pro rozmontování. (Být to v Praze, už přejmenují halu na Demontážní.) Demontážní činnosti v rámci přípravy na synchronizované otevírání křídel nástrojů a postupné oddělení cívek toroidálního pole s následným uvolněním panelů tepelného štítu již byly zahájeny. Jakmile se sektor vakuové nádoby zbaví svého vybavení a „svlékne“ se, začne příprava na opravy – počínaje metrologií, která definuje zóny nanášení kovu a obrábění.

Trénink způsobuje mistrovství! (Practice makes perfect!) Dvojnásobné zkušenosti s montáží/demontáží  se určitě budou hodit.

Video:  A four-day „reverse lift“ zde: https://www.youtube.com/watch?v=FDIC4YhgNxE

Ztráta času nebude významná (?)

„I když ještě nebylo definitivně rozhodnuto, jak budou práce přesně postupovat, zjevně bude možné proces optimalizovat, takže ztráta času nebude tak významná,“ říká český fyzik, ředitel Ústavu fyziky plazmatu AV ČR, Radomír Pánek (viz článek Matouš Lázňovský: TechMIX: Sen o „umělé hvězdě“ dostal trhliny. Řešitelné, ale nepříjemné, 8. 12. 2022). Pokud pan ředitel pokládá rok, dva roky, za nevýznamnou ztrátu, pak bych chtěl sdílet jeho optimismus.