La maintenance robotisée : un challenge pour l’énergie de fusion
Remote Handling: A Challenge for Fusion Energy
1
AREVA NP GmbH, Erlangen (Allemagne)
2
CEA DRT, Fontenay aux Roses (France)
La maintenance robotisée est un défi essentiel et continu pour le développement du réacteur de fusion. Débutées à JET afin de répondre aux exigences de manipulation des éléments de première paroi contaminés en béryllium, les opérations de maintenance robotisées et les équipements associés sont à développer afin de permettre la maintenance de composants hautement activés et contaminés à l’intérieur de l’enceinte à vide comme le divertor et les éléments de couverture. Les équipements de robotique d’ITER comprennent des dispositifs séparés pour l’inspection, la maintenance et la réparation de composants comme les cassettes de divertor, les couvertures de protection, les injecteurs de neutres, les “port-plugs”, etc. Un système dédié est aussi nécessaire pour transférer ces éléments depuis l’enceinte à vide jusqu’aux cellules chaudes. A cause des exigences élevées qui sont demandées, il est hautement recommandé de réaliser l’assemblage initial d’ITER en utilisant les moyens de télémaintenance quand l’accès humain est encore possible à des fins d’entraînement et de supervision des opérations de maintenance. Le démarrage d’ITER pleinement opérationnel d’un point de vue maintenance des composants, inspection et moyen transfert vers les cellules chaudes est aussi à considérer. L’étape après ITER en vue du réacteur électrogène est un démonstrateur avec ses défis encore plus complexes pour développer et tester une maintenance robotisée compatible avec des exigences de disponibilité élevée. Celle-ci est en effet une condition impérative pour garantir la compétitivité économique des futurs réacteurs de fusion. Comparée à la fission avec des opérations de maintenance plus simples comme le remplacement de combustible ou des opérations d’inspections de cuves ou de composants primaires où l’intervention humaine reste possible même pendant des courtes périodes, la maintenance d’un réacteur de fusion exige des séquences d’opérations complexes où l’accès humain et la vision ne sont pas possibles.
Abstract
Remote Handling (RH) is an essential and continuously challenging feature accompanying fusion reactor development. Starting at JET to meet the requirements for the handling of in-vessel components mainly contaminated with beryllium, RH operations and the relevant equipment will need to be developed further signifi cantly to allow the handling and maintenance of highly activated and contaminated components inside the vacuum vessel such as divertor and blanket. The RH equipment for ITER comprises separate handling devices to inspect, maintain and repair in-vessel components such as divertor cassettes, shield blanket modules, neutron beam injector, port plugs, etc. In addition, transport cask systems are required for the transfer of these components between the vacuum vessel and the hot cell. Due to the level of requirements, it is highly recommended to perform initial assembly of the ITER tokamak by means of RH devices when direct access of personnel is still possible to train the operators and to supervise the RH operations. Starting with ITER, fully remotely controlled components handling, maintenance, inspection and refurbishment in a hot cell has to be considered in addition. The next step after ITER towards future fusion power plants will be development and construction of a DEMO reactor with its even more severe challenges to develop and test RH procedures and tools to meet the ultimate goal of low downtimes resulting from divertor and blanket replacement to achieve high availabilities. A high availability is an indispensable prerequisite for the competitiveness of future fusion power plants. Compared to fi ssion with its clearly defi ned single remote operations like fuel replacement or regarding reactor pressure vessel inspections and primary system components repair where hands-on activities are still possible for short time periods, remote handling in fusion nuclear reactors requires a complex sequence of remotely controlled operations where no human access or viewing is possible.
© SFEN 2007