Привлечение к Земле звезда

Международных R

США является частью международного сотрудничества в целях строительства и эксплуатации ИТЭР * (<a target="_blank" href="http://www.iter.org" rel="nofollow"> www.iter.org </ >), совместных исследований и разработок, целью которого является продемонстрировать на полномасштабной научной и технической осуществимости термоядерной энергии и позволить исследования саморазогрева горения плазмы. Другими партнерами по проекту являются Китайская Народная Республика Китай, Европейский союз, Индия, Япония, Республика Корея и России. ИТЭР устройство будет собираться на Кадараш на юго-востоке Франции, используя компоненты, изготовленные в США и других стран-партнеров.

Почему ITER?

Энергоснабжение является одним из важнейших экономических, национальной безопасности, и экологических проблем нашей планеты - необходимость обильных, безопасной, доступной, безопасной, экологически чистой энергии является критической. Fusion энергии может быть жизненно важной частью сочетание источников чистой и безопасной энергии в количествах, необходимых, чтобы уменьшить зависимость общества от ископаемых видов топлива.

Топлива, необходимых для термоядерного синтеза водородных и лития, как распространенных элементов, которые легко доступны в любой нации. Термоядерного реактора не приведет к парниковых газов, которые способствуют изменению климата, ни окислов азота для производства смога, нет побочных продуктов или отходов, токсичных для управления на протяжении веков. Fusion устройства безопасными - в случае возникновения неисправности в реакторе, процесс слияния просто останавливается.

Fusion является источником энергии, что полномочия солнца и звезд. В реакции синтеза, два легких атомных ядер сливаются в форме тяжелее 1, высвобождая большое количество энергии и создания сильного плазмы саморазогрева и высокой энергии частиц представитель истинной термоядерного реактора. Цель проекта ИТЭР является научиться использовать этот вид энергии.

ИТЭР устройство предназначено для получения 500 МВт термоядерной энергии - 10 раз больше, чем мощность, необходимые для поддержания термоядерного топлива в достаточной температуры (1 00 млн градусов) для поддержания реакции. Он будет оказывать плазмы достаточно, чтобы исследования физических явлений на размер и масштаб реактор, который в конечном счете может производить электричество. ИТЭР станет проверкой многие ключевые технологии, которые будут необходимы, если слияние станет реальным источником энергии, а также проверки промышленных технологий производства крупных и высокопроизводительных компонентов, необходимых для будущей электростанции синтеза.

Проекта ИТЭР - с сопровождающими его R

Токамака

Реакции синтеза происходит в токамаке - машина, которая производит тороидального магнитного поля для удержания плазмы. Токамака ИТЭР (рис. 1 и таблица 1), имеет вертикально удлиненные плазмы и полоидального ди преобразователя, который является основным связующим звеном между плазмой и материальный границы. Плазмы подпитывается и подогревом для достижения большой мощности усиления бум дейтерия с тритием. Системы отопления можно еще использовать для управления тока плазмы, расширяя номинальной индуктивной бум в 300 с до устойчивого состояния. Плазма управления обеспечивается системой полоидального поля и накачки, заправка, и отопительных систем, основанные на обратной связи с диагностических датчиков.

Основными компонентами токамака сверхпроводящих тороидальных и полоидального поля катушек, магнитно ограничиться, формы и контроля плазмы в тороидальной вакуумной судна. Внутренние, в том числе съемных компонентов одеяло модулей, излив кассеты, а порт зажигания для плазмы ограничитель, отопление антенны, модули тест одеяло, и диагностика датчиков - поглощают большую часть излучаемого тепла из плазмы и защиты судна и магнитные катушки от избыточных ядерных излучения. Излив исчерпывает гелия из реакции синтеза и пределы концентрации примесей в плазме. модули испытаний одеяло быть использованы для разработки высокотемпературных теплоносителя и трития разведения самообеспеченности необходимо в любом будущем электрического реактора энергетических. Возможность заменить одеяло модулей быстро и удаленно, которая необходима для эффективного и надежного реактора, также должно быть продемонстрировано с помощью ИТЭР.

Тепла на хранение в отклонил компонентов окружающей среды с помощью системы охлаждающей воды. Токамака находится в криостате, с тепловой щит между горячих частей и магниты и поддержки структур, которые при низких температурах. Последовательные барьеры предназначены для трития (и активированных пыль); они включают в вакуумную камеру, криостат, и активных систем кондиционирования воздуха, с детритизации и фильтрации возможности в строительстве.

ИТЭР безопасными - работа не принесет уровней радиации, которые будут рассматриваться опасным для жизни рядом с местом Кадараш. Таким образом, планы чрезвычайных мер - которые были разработаны для решения худшего последовательность событий, - не включать эвакуацию членов общества в случае аварии на ИТЭР.

О У. С. ИТЭР

США выделили на ИТЭР (<a target="_blank" href="http://www.usiter.org" rel="nofollow"> www.usiter.org </ A>) управляются как кафедра энергетики ( DOE) Управление по науке проект, организованный национальной лаборатории Oak Ridge (ORNL) в штате Теннесси. Других партнеров США, Принстон лаборатория физики плазмы в Нью-Джерси и Саванна Ривер национальной лаборатории (SRNL) в Южной Каролине.

Роль США в проект включает в себя приобретение оборудования (в том числе поддержку R

В рамках поддержки проекта, в составе команды США ИТЭР является привлечение промышленности и образовательных учреждений по всей стране в R

ИТЭР системы охлаждающей воды

ИТЭР будет иметь большое судно вакуум, который размещается плазменной компоненты. Эти компоненты включают в себя одеяло и переключателем, который будет работать при температурах, тепловых нагрузок, и нейтронов, которые расположены выше, чем достигнутые в ядерном реакторе деления. Важнейшим вопросом является перенос тепла в плазме при реакции дейтерия с тритием, через токамака системы водяного охлаждения (TCWS), на промежуточных замкнутая компонента системы охлаждающей воды (система водяного охлаждения), а затем в окружающую среду через разомкнутой системы отвода тепла (HRS). В обычной электроэнергии для производства плутония, это тепло будет производить пар, которые привод электрического генератора. Потому что ИТЭР экспериментального реактора, то не ожидал, для выработки электроэнергии.

TCWS включает в себя четыре основных теплообменных системах (PHTSs), чья основная функция заключается в прохладном термоядерного реактора. Вторичные функции TCWS включают осушение, сушка, и выпечки (операции, удаляет загрязнения из стен в емкости, как правило, при температуре 200-4000C) компонентов термоядерного реактора. Один PHTS предоставляется одеяло и первые стены, другой для переключателем и ограничитель, третий для нейтрального пучка инжектора, а четвертый для вакуумных сосудов.

Комплексное проектирование TCWS состоит из нескольких теплообменников, насосов, расслоения единиц, а также другие процессы, которые работают в разрывной моды, и каждый имеет свои сложности и взаимосвязей между ними. Функциональные требования к системе включают в себя:

* Отвод тепла от судна и его внутренних компонентов, систем отопления, и диагностика

* Поддержание температур охлаждающей жидкости, давления и Расходы, приведенные ограничения компонента температур и тепловых полей сохранить

* Удаление остаточного тепловыделения в процессе завершения периода

* Обеспечение выпечки в борту компонентов

* Поддержание необходимых условий химического состава воды

* Осушение, заправки и сушки для поддержания

* Ограничиваясь запасов радиоактивных

* Отвод тепла от завода вспомогательных систем

* Отвергая все этого тепла в окружающую среду.

Эти функциональные требования выполняются 7 охлаждающие контуры, 3 объема химического контроля, и дренажа, сушки, заправки и газа выпечки системы - подсистем, которые связаны между собой. Эти трубопроводы петли интерфейс термоядерного реактора в нескольких режимах, а также с несколькими TCWS подсистем.

Дизайн интеграции с использованием передовых автоматизированного проектирования

диаграммы потока процесса были разработаны для каждой системы с использованием системы автоматизированного проектирования (CAD) и проекта по управлению жизненным циклом (PLM) программного обеспечения. Эта программа, наряду с виртуального управления жизненным циклом проекта (VPLM) база данных, которая интегрирует все проектной деятельности, будет использоваться несколько внутренних ИТЭР агентств и многих поставщиков для управления большими объемами данных проекта.

2-D диаграммы процесса поток будет использоваться для разработки 3-D моделей TCWS (рис. 2) в результате совместной сети, которая позволит дизайн лиц со всего мира для проверки неисправностей. Это будет сделано в режиме реального времени и будет способствовать устранению изменения заказов из-за столкновений в ходе строительства. С 7 национальных учреждений и их многочисленных субподрядчиков, проверка эффективного вмешательства будет иметь решающее значение для системы в комплексе, как ИТЕР.

Некоторые усовершенствования программного обеспечения в настоящее время разрабатываются для поддержки разработки TCWS. Один макрос позволит ввод типичного потока данных и автоматически генерирует таблицы для включения в технологической схемы, которые будут переданы вместе с дизайнерами для детального проектирования. Это позволит избежать еще один шаг руководства в процессе разработки, сокращение возможностей для человеческой ошибки. Другой макрос будет автоматически проверять размера расчетов для теплообменных аппаратов. Дополнительные макросы будут разработаны для передачи данных из 3-D модели в программный поток-анализа, в программное обеспечение, которое позволит оптимизировать системы трубопроводов и трубопроводов в стресс-анализ программного обеспечения.

Решение сложностей с помощью систем интеграции

Проекта ИТЭР является одной из крупнейших энергетических исследований и демонстрационных проектов в мире и требует комплексного и систематического подхода к разработке, проектировании, строительстве и, в конечном итоге, запуск операций. Рациональной последовательности документации, проектной деятельности, и глобальной интеграции проекта необходимо, чтобы сделать этот проект реальностью. К счастью, инженеры-химики искусно пользуются инструменты для творчества, необходимую для управления огромным объемом технической информации требует сложность этого проекта.

Некоторые из методик и инструментов, используемых на всех этапах проекта ИТЭР, обсуждаются здесь, как они относятся к TCWS. Интеграция механизмов имеют важнейшее значение для управления междисциплинарной деятельности, где в мире физики и техники сходятся. Инженерных систем, необходимых для эффективного выполнения детального проектирования с участием оперативной группы и термодинамические, теплогидравлических и переходных расчетов.

РСА анализа. Надежность, доступность, ремонтопригодность и доступность для осмотра (РСА) анализ имеет важнейшее значение для понимания необходимости резервирования дизайн в системе. Безопасность соображения привели к отказоустойчивости дизайн, где разрушение TCWS приведет к плазме остановки. Дизайн TCWS использует трубопроводы петли для охлаждения плазмы обращенных компонентов при плазменном операций. Подход инженерных систем в настоящее время используются для определения количества насосов, теплообменников в петлю.

Четкое понимание ИТЭР операций и TCWS требований, а также оперативные данные планирования и представитель отказа и информация о ремонте, позволили дать количественную оценку доступности системы. Надежность одного насоса рассчитывается как 0,933, когда две меньшие насосы используются, надежность возрастает до 0,995.

РСА анализ используется таким образом, чтобы оценить воздействие любого отказа на функционирование системы в целом. Она также может быть использована для обеспечения ценные предложения по совершенствованию конструкции оборудования и установка соответствующего типа, необходимых для эксплуатации системы.

Интеграция механизмов управления установки и запуска. Из-за сложности проекта, управленческие проблемы, связанные с установкой и запуск термоядерного реактора огромные, включая интеграцию техники, организации и внешние ограничения. Проектный инжиниринг включает миллионы частей тесно взаимосвязаны конструкция, требующая интеграции планирования с механической конструкции, проектированию, строительству и обслуживанию. Центральная организация имеет ограниченное число персонала, многокультурного группы поддержки географически распределенных и работать в различных закупок. Внешние факторы включают ядерной безопасности и лицензирования, контроля качества, а также необходимость сохранить доступ к проектированию и строительству данных за 40 лет (или более).

Таким образом, конструкция подлежит строгому systemsengineering методик, среди которых систем документооборота требование диктует основы для концептуального проектирования, а затем предварительного проектирования, и заканчивая окончательной конструкции для закупок оборудования. Интерфейс управления документами, теплогидравлических анализ, термический анализ стресса, анализа переходных процессов, РСА анализа и анализа безопасности некоторые из инструментов, которые позволят согласованного дизайн TCWS и других систем ИТЭР.

Снижение коррозии посредством надлежащего химического состава воды

Он сказал, что вода "крови" любого ископаемого или АЭС, и это будет справедливо и для ITER, тоже. Химического состава воды в TCWS охлаждающие контуры, как и на электростанциях, будет один из самых важных факторов в обеспечении надежной и безопасной эксплуатации реактора ИТЭР.

Коррозия ущерб, причиненный охлаждающей жидкости или другие рабочие средства массовой информации не должно быть позволено нарушить безопасную работу TCWS. Таким образом, надлежащее химии воды должна быть такой, чтобы свести к минимуму коррозии и отложения во охлаждающие контуры, в том числе высокого heatflux зон клиентских систем. Химического состава воды также должно помочь предотвратить неконтролируемый выброс радиоактивных отходов в окружающую среду.

Выбор и оптимизация химического состава воды зависит от индивидуальных особенностей конструкции оборудования (например, гидродинамика, объемов и площадей поверхности при контакте с водой, механических напряжений), типы материалов и теплогидравлических параметров воды. Основываясь на этой информации, ограничения химического состава воды определяется по таким параметрам, как электропроводность, рН и окислительно-восстановительного потенциала, концентрации растворенного кислорода, железа и меди.

Вода в химии ИТЭР охлаждающие контуры будут контролироваться химической и объем системы управления (CVCS), которые обеспечивают обход очистки воды в контуре путем фильтрации и ионного обмена. Основных компонентов каждого CVCS (рис. 3) включать трубы, насосы, фильтры, иониты, теплообменники, арматура, танки и другие виды давления на оборудовании для удержания, а также приборов и контроля, необходимые для безопасного и надежного функционирования системы. Разработка надлежащих CVCS является одним из основных направлений деятельности по обеспечению высокой доступности, надежности и безопасной эксплуатации ИТЭР охлаждающие контуры, а также ИТЭР машины в целом.

ИТЭР работа продвигается вперед

ИТЭР в гражданское строительство и поддержка сайта Office, Агентство ИТЭР Франции и Европейского агентства Внутренние несут коллективную ответственность за спецификацию, проектирование и поставка базовой инфраструктуры сайта. Они собираются ежемесячно, чтобы обеспечить, что работа продолжает развиваться в соответствии с необходимыми графиками. В настоящее время основным видом деятельности является выравнивание сайт, который будет обеспечивать 80-га уровне платформы, на которой большинство ИТЭР объекты будут построены.

Сайт проводится расследование для того, чтобы основные условия рок вполне понимал до начала строительства. Многие км подъездных дорог, дренажных труб, сохранение бассейнов и других объектов инфраструктуры, необходимых для поддержки строительства ИТЭР объекты развиваются, как дизайн постоянного здания штаб-квартиры.

ИТЭР партнеры также работают по разработке и закупке основных компонентов, в том числе:

* Огромное магнитной системы, которая имеет вес приближается 10000 тонн и запасенной энергии более 40 Дж. Магнитов потребует много километров передовых сверхпроводника. Прототипы этого дирижера из Европы, США и Японии были изготовлены и успешно испытаны в квалификации объекта в Швейцарии.

* Вакуумной камеры. Его конструкция находится в заключительной стадии, и изготовление планов делаются в Европе, Корее, Индии и России, чтобы обеспечить все составляющие для этого в 6000-м, с двойными стенками сосуда.

* Первая система стену, которая стоит 100-milliondegree плазмы и содержит специальные плитки бериллия связан с медных сплавов. Прототипы этой системы из Европы, США и Японии, были успешно испытаны на электронно-лучевой основе высокого теплового потока объекта в Sandia National Laboratories. Специальные высокопрочные, литые из нержавеющей стали сплава был разработан в ORNL для поддержки структурных щит первой стенки.

* Топливной системы огня, которая замороженных топлива изотопов водорода с высокой скоростью в плазму. Система разрабатывается в ORNL, и большинство функций были продемонстрированы успешно.

* Система охлаждения, которая взаимодействует с многочисленными подсистем. Для управления этими интерфейсами, охлаждающей воды командой в США, привлек современное состояние автоматизированных средств проектирования, обычно используемый для современных самолетов и военных кораблей, чтобы более точно разрабатывать и анализировать сложные системы трубопроводов

* Диагностика плазмы. Диагностики плазмы команд из всех партнеров ИТЭР были характерны требования для многих новых диагностических систем для измерения термоядерного синтеза, плотность плазмы, температуры, текущего профиля, содержание примесей, а также множество других параметров. Они приступают к целевой R

Заглядывая вперед

Как инженерных ИТЭР и дизайн работа продвигается, около $ 1 млрд было потрачено на проектирование и технических исследований и разработок - в основном, на семь больших R

Успешное развитие термоядерной энергетики требует демонстрации научной и технологической целесообразности. ИТЭР позволит обеспечить условия, необходимые для интеграции мощных усиления плазмы (или почти стационарных условиях) с необходимым технологии термоядерного синтеза и демонстрации безопасного функционирования энергетической системы термоядерного синтеза. Его дизайн привлекает внимание общины слияние мира по ключевым научным и техническим вопросам. Благодаря этому сотрудничеству, затрат и выгод, это существенный шаг может быть общей. Всемирная программа в настоящее время научно и технически готова к строительству и эксплуатации реактора ИТЭР.

* ИТЭР это латинское слово, означающее "путь".

JAN БЕРРИ

JUAN FERRADA

Андрей Петров

KIRBY Уилчер

Национальной лаборатории Oak Ridge

Т. BOND Calloway, JR.

Саванна-Ривер национальной лаборатории

| БЕРРИ направляет Design Review, детальное проектирование, изготовление и доставка в токамаке система охлаждения (TCWS) для США проекту ИТЭР в национальной лаборатории Oak Ridge (Телефон: (865) 241-1939, E-почта: < HREF = "mailto: berryjb@ornl.gov"> <berryjb@ornl.gov />). Она возглавляет группу инженеров, которые создают TCWS требований и дизайна при поддержке 4 архитектор / инженерные фирмы, и она тесно сотрудничает с Международной организацией ИТЭР по созданию системных требований и закупок договоренности. В рамках Национальной системы энергетики в лаборатории, она посвятила более 25 лет, чтобы повысить производительность системы путем создания группы, анализируя процессы, а также разработки технологий. До прихода в США ITER, она руководила развитие, приобретение и внедрение прототипа энергетических технологий. Берри ранее занимал все более ответственные должности в обращении с радиоактивными отходами, начиная с отходами системы совершенствованию оперативной деятельности и кульминацией, занимающих руководящие должности в Хэнфорде сайта энергетики и в ORNL.

JUAN FERRADA является системный анализ инженера в США проекту ИТЭР в национальной лаборатории Oak Ridge (Телефон: (865) 574-4998, E-почта: ferradajj ornl.gov). Он отвечает за системного анализа и оптимизации TCWS и участвует в проектировании TCWS сушки, дренаж, заправки и выпечки процессов. Он обладает более чем 25 летний опыт работы в оптимизации, сооружений инженерных систем, теории принятия решений, проектирования, моделирования и симуляции, и строительно-монтажных предприятий химической промышленности, обращения с радиоактивными отходами, а также альтернативных видов топлива. В настоящее время его научные интересы включают оптимизацию различных вариантов дизайна TCWS и разработка программного обеспечения и интеграции моделирования и моделирования программного обеспечения, которые должны применяться в проекте TCWS ИТЭР. Член Айше, он написал книгу о процессе принятия решений и управления отходами и является автором и соавтором более 80 статей и докладов, на химических и ядерных энергетических исследований. Он имеет степень химической инженерии в Университете Сантьяго, Чили, MS и кандидатскую степень в Университете штата Теннесси ..

Андрей Петров является инженер и технический директор проекта ИТЭР США в национальной лаборатории Oak Ridge, где он принимает участие в разработке и подготовке проектов система охлаждения оборудования (Телефон: (865) 574-1213, E-май: <A HREF = "mailto: petrovay@ornl.gov"> <petrovay@ornl.gov />). Он обладает более чем 20 летний опыт работы связан с R81D, ввод в эксплуатацию, эксплуатации и обследования электростанций и распределенной генерации единиц. В настоящее время его обязанности входит анализ коррозионных процессов в ИТЭР систем водяного охлаждения, технические характеристики надлежащего химического состава воды и разработка оборудования для контроля этих процессов и управления деятельностью субподрядчиков в этой области. Он является членом ASME, ASHRAE и Международной ассоциации по свойствам воды и водяного пара (IAPWS). Он является автором более чем 60 документов, охватывающих различные аспекты власти химии водных растений и распределенной генерации. Он получил инженерное электростанции степени доктора и Московский энергетический институт, Россия.

KIRBY Уилчер является охлаждающей воды системный инженер США проекту ИТЭР в национальной лаборатории Oak Ridge (Телефон: (865) 574-2861, E-почта: <a href="mailto:wilcherkl@ornl.gov"> wilcherkl @ ORNL. пра </ A>), где он работает на команду, которая занимается разработкой токамака система охлаждения. Он обладает более чем 20 летний опыт работы в области машиностроительного проектирования и строительства практики и энергетического машиностроения. Его опыт охватывает все аспекты инженерного проекта и включает в себя концептуальное технико-экономических обоснований, проектирование, подбор оборудования и технические характеристики, конструкция поддержки проекта инспекции / Ввод в эксплуатацию / прием, энергоаудита, а также проект ценообразования и анализа. Он получил степень бакалавра. в области физики и математики из Джуниата колледж и MS в области машиностроения из Penn State.

Т. BOND Каллоуэй, JR., Является альтернативой менеджер энергии в Саванна-Ривер национальной лаборатории (Телефон: (803) 507-5174, E-почта: bond.calloway @ srnl. Doe.gov), где он возглавляет группу ученых и инженеров, проводящих фундаментальные и прикладные исследования в области водородных топливных элементов и глобальным изменением климата. Он обладает более чем 20-летний опыт в процессе разработки, проектирования, строительства и эксплуатации ядерных систем энергетики в отходов. В настоящее время его научные интересы включают анализ потенциального воздействия и последствий глобального изменения климата на национальную безопасность. Он служит в качестве председателя исследований Аиш и новых технологий Комитета (RANTC), а также его "Энергия Эконом", где он отвечает за анализ энергии refated программирования и, защищая новых идей исследований в области энергетики. Он также является членом Консультативного по энергетике Айше Правление и химической Технологии Операционные Совета, а также директор по ядерной энергии Div. Каллоуэй получил Херб Эпштейн премии за выдающийся вклад в Айше и продемонстрировал преданность профессии химического машиностроения.

Он является автором более 40 статей по различным аспектам ядерных отходов и исследований в области энергетики. Он получил степень в области химического машиностроения Auburn University ..