Использование силы термоядерной энергии

Воссоздание реакции термоядерного синтеза, происходящей в ядре Солнца здесь, на Земле; Именно эту миссию ученые и инженеры взяли на себя в рамках ИТЭР, одного из самых амбициозных инженерных проектов в истории человечества.

ИТЭР, что означает Международный термоядерный экспериментальный реактор, предполагает сотрудничество 35 стран и заключается в производстве и эксплуатации массивного экспериментального термоядерного устройства, называемого токамаком. Построенный из миллиона компонентов и десяти миллионов деталей и предназначенный для использования энергии термоядерного синтеза, ИТЭР станет крупнейшим в мире токамаком из когда-либо построенных, с радиусом плазмы 6,2 м и вакуумным резервуаром объемом 840 м³, способным выдерживать температуры, достигающие 150 миллионов градусов Цельсия. не меньше.

Цель ИТЭР — продемонстрировать осуществимость и экономическую эффективность ядерного синтеза как источника крупномасштабной безуглеродной энергии. С этой целью токамак проекта ИТЭР рассчитан на выработку 500 МВт термоядерной энергии из 50 МВт входной тепловой мощности, что обеспечивает десятикратную окупаемость мощности (Q = 10).

Кантабрийской компании Equipos Nucleares, SA (ENSA) было поручено спроектировать и изготовить компоненты для тороидального вакуумного сосуда токамака. Проект будет размещен в тридцати девяти строящихся зданиях и технических помещениях на территории площадью 180 гектаров в Кадараше, на юге Франции. Сердце объекта — здание «Токамак» — представляет собой впечатляющее семиэтажное сооружение из железобетона. Поскольку здания конструктивно завершены, можно устанавливать и монтировать оборудование.

Вне всякого сомнения, обязательный контроль размеров токамака массой 23 000 тонн и диаметром 28 м в процессе сборки требует высокоточного трехмерного измерительного оборудования, обеспечивающего достижение точных допусков на работу машины.

Именно здесь вклад AsorCAD приобретает полную ценность.

Правильный партнер для точных размеров

На протяжении последних 25 лет испанская инжиниринговая компания AsorCAD известна своей острой специализацией в 3D-технологиях. По этой причине ENSA попросила AsorCAD взять на себя работу по 3D-сканированию, обратному проектированию и метрологии для строительства термоядерного реактора проекта ИТЭР.

С начала 2015 года ENSA пользуется опытом AsorCAD. Вместе они смогли просканировать боковые края девяти секторов плазменной камеры токамака, также называемой тором. Это была важная задача, поскольку, поскольку каждый сектор изготавливается отдельно, необходимо проектировать соединительные детали для соединения различных секций и обеспечения их идеального соединения после сборки.

Точные 3D-измерения для идеальной подгонки

Чтобы обеспечить идеальную подгонку различных секций тора, AsorCAD использовала 3D-сканер Creaform MetraSCAN для тороидальных компонентов и систему фотограмметрии MaxSHOT 3D для крупномасштабных деталей. Затем некоторые измерения были проверены с помощью КИМ HandyPROBE, также производимого Creaform.

Поскольку к ним не предъявляются какие-либо жесткие требования по установке, это 3D-измерительное оборудование является портативным и очень надежным для работы на месте. Точность их измерений нечувствительна к нестабильности окружающей среды, а это означает, что на них не влияют движение, вибрация или изменения температуры или условий освещения. Эти качества позволили AsorCAD выполнять высокоточное 3D-сканирование и измерения на объектах ENSA без необходимости транспортировки огромного оборудования.

После того, как 3D-сканы боковых краев каждого сектора тора были точно получены, AsorCAD использовала программное обеспечение Geomagic Design X для создания соответствующих CAD-моделей.

Затем, путем реверс-инжиниринга, ENSA смогла спроектировать соединительные элементы точных размеров для соединения различных существующих секций. AsorCAD снова использовал 3D-сканер MetraSCAN для сканирования всех изготовленных соединительных деталей для окончательной проверки и апробации.

На пути к безуглеродной энергетике