27.120.10 ICS F 61 DB34 安 徽 省 地 方 标 准 DB 34/T 3186.4—2018 聚变堆遥操作维护系统设计准则 第 4 部分：偏滤器遥操作维护系统 Design criteria for remote handling maintenance system in fusion reactor Part4：Divertor remote handling maintenance system 2018 - 08 - 08 发布 安徽省质量技术监督局 2018 - 09 - 08 实施 发 布 DB34/T 3186.4—2018 前 言 DB34/T 3186 《聚变堆遥操作维护系统设计准则》分为如下 7 个部分： ——第 1 部分：整体维护要求及分析； ——第 2 部分：遥操作协同控制系统； ——第 3 部分：转运车系统； ——第 4 部分：偏滤器遥操作维护系统； ——第 5 部分：包层遥操作维护系统； ——第 6 部分：第一壁部件远程监控及测量系统； ——第 7 部分：多功能机械臂系统。 本部分为第 4 部分。 本部分按照 GB/T 1.1-2009 给出的规则起草。 本部分由中国科学院等离子体物理研究所提出。 本部分由安徽省核聚变工程技术及应用标准化技术委员会并归口。 本部分起草单位：中国科学院等离子体物理研究所、安徽省质量和标准化研究院、合肥中科艾帝尔 机器人技术有限公司。 本部分主要起草人：李阳、宋云涛、陆坤、程瑶、程勇、张俊、郝志伟、李俊炜、姚海峰、程鸣、 史善爽、赵文龙、潘洪涛。 I DB34/T 3186.4—2018 聚变堆遥操作维护系统设计准则 第 4 部分：偏滤器遥操作维护系统 1 范围 DB34/T 3186 的本部分规定了聚变堆偏滤器遥操作维护系统的术语和定义、系统功能及基本组成、 系统要求、系统设计、RAMI 要求和安全要求。 本部分适用于聚变堆偏滤器遥操作维护系统设计阶段。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 DB34/T 3186.1 聚变堆遥操作维护系统设计准则 第 1 部分：整体维护要求及分析 3 术语和定义 DB34/T 3186.1 界定的术语和定义适用于本文件。 4 系统功能及基本组成 4.1 4.1.1 4.1.2 4.1.3 4.2 4.2.1 系统功能 对偏滤器和相关设备的拆卸、维护与安装。 清理在偏滤器维护过程中产生的灰尘、碎屑和废弃物。 切割、焊接、校准和检测偏滤器冷却管和气体喷射管。 基本组成 多功能维护平台 4.2.1.1 主要组成：前端执行器和维护工具存储盒、径向驱动系统及环向驱动系统、线缆集成器、辅 助机械手及其机架等。 4.2.1.2 主要功能：安装维护路径轨道；拆卸、安装固定螺栓；切割、焊接偏滤器管路；径向和环向 移动偏滤器；检测组装后的偏滤器；真空清洗与检测。 4.2.2 转运平台 4.2.2.1 主要组成：支撑结构、偏滤器固定机构、辅助机械手和驱动系统等。 4.2.2.2 主要功能：运送多功能维护平台进出真空室；运送包层遥操作设备进出真空室；实现偏滤器 在真空室和转运车之间的来回转运。 4.2.3 转运车系统 1 DB34/T 3186.4—2018 4.2.3.1 主要组成：双密封门系统、底部车体运输系统、换热系统、吊装机构、存储设施（用于存放 偏滤器、轨道、前端执行器等）等。 4.2.3.2 其主要功能是与真空室窗口对接后，将真空室内部需要维护的内部部件运送到热室进行维护， 同时防止真空室内部放射性灰尘对外界环境的污染。 5 系统要求 5.1 总体要求 5.1.1 5.1.2 5.1.3 5.1.4 5.2 偏滤器遥操作维护系统设计应满足 DB34/T 3186.1 的要求。 应根据偏滤器维护窗口的数量和位置，设计偏滤器遥操作维护系统，实现所有偏滤器的维护。 系统总体尺寸空间应紧凑设计。 应确保系统在真空室内部组装后重心稳定、支撑可靠。 运行工况要求 5.2.1 应满足聚变堆内部温度、磁场及高辐照的运行工况要求。 5.2.2 核心部件（例如电机，传感器，控制器、相机，润滑剂，线缆等）应考虑耐高温、抗电磁干扰、 辐射防护和固体润滑等设计。 5.3 载荷设计要求 系统载荷应不小于所维护偏滤器模块的最大质量的 1.5 倍。 5.4 维护流程及周期要求 5.4.1 5.4.2 5.5 维护流程应满足在规定的时间内完成偏滤器部件维护的要求。 维护流程应考虑与其他系统维护流程的兼容性。 可视性要求 系统应配备实时可视系统和必要的光源。 5.6 真空要求 5.6.1 5.6.2 5.6.3 5.7 热管理要求 5.7.1 5.7.2 5.7.3 6 系统应在无油、无润滑脂的条件下制造、装配、测试和集成。 采用液压驱动的维护设备在真空室核心区域工作时，应选择水作为液压介质。 真空室内切割应在干切割条件下操作（不允许有切割液），并及时清理切屑。 维护设备和工具的电机应安装过热保护装置。 焊接和切割工具应提供满足操作过程要求的水冷或者气冷系统。 仪表和控制系统不应超过设计值，一旦超过设计值应及时关闭。 系统设计 6.1 维护路径设计 应选择最优的维护通道，并设计保障维护通道畅通的方案。 2 DB34/T 3186.4—2018 6.2 维护流程设计 完整的聚变堆偏滤器维护流程和具体操作见表1。 表1 序号 流程 1 转运车进入主机大厅 2 转运车与维护窗口对接 聚变堆偏滤器维护流程 具体操作 打开主机大厅入口； 转运车由热室进入主机大厅。 转运车沿特定轨道进入维护窗口对应区域； 借助高精度传感器定位技术调整转运车姿态，完成与窗口的高精度对接。 打开转运车双密封门和窗口； 3 窗口插件拆卸 完成窗口内部插件的拆卸工作，并将插件运送至临时存储位置； 转运车装载偏滤器遥操作维护系统再次与窗口对接。 4 偏滤器拆卸准备 完成转运平台和窗口的对接； 完成窗口处内部轨道铺设、线缆输送等操作。 转运平台完成以下操作：偏滤器检测、偏滤器管路切割，清理、偏滤器固定螺 5 窗口处偏滤器的拆卸 栓拆除，之后将偏滤器窗口处模块移出真空室，至转运转运车内，最终转运到 热室特定维护区域进行翻新维护。 多功能平台运送至真空室； 多功能平台完成以下操作：偏滤器检测、偏滤器管路切割，清理、偏滤器固定 6 非窗口处偏滤器拆卸 螺栓拆除之后，将偏滤器模块移至维护窗口； 转运平台将窗口处的偏滤器移至转运车，最终转运到热室特定维护区域进行翻 新维护。 转运平台将偏滤器送至真空室窗口； 7 偏滤器的安装 多功能平台将偏滤器环向移动至指定位置并焊接、固定； 非窗口处偏滤器安装完成后，移出多功能平台，转运平台完成窗口处的偏滤器 安装。 6.3 8 维护系统移除 9 窗口插件安装 10 转运车移除 11 维护窗口关闭 偏滤器模块安装完成后，将遥操作维护系统移出真空室，放置到转运车内； 将线缆联接断开，移出维护颈管的内部轨道。 将窗口内部插件定位到指定位置； 窗口插件管路的焊接、清理，线路的安装、检查。 将线缆联接断开，将遥操作设备、线缆转移至转运车系统内部； 转运车系统与窗口对接断开、移除转运车系统。 窗口相关线路联接； 窗口密封门关闭。 系统部件及接口设计 系统部件及接口设计应考虑包括但不限于表2 所列内容。 3 DB34/T 3186.4—2018 表2 系统设计内容 系统名称 设计内容 辅助机械手设计 前端执行器设计 多功能维护平台 偏滤器抓取机构（环向与径向运动）设计 线缆集成设计 驱动系统设计 偏滤器抓取机构（环向与径向运动）设计 转运平台 驱动系统设计 车身及辅助部件 底部驱动系统 转运车系统 双密封门系统 内部轨道及拖拉系统 辅助机械臂及工具 转运车密封门与真空室密封门接口设计 转运车与热室接口设计 转运车内部轨道与真空室窗口处轨道对接设计 接口 转运平台与真空室窗口处插件接口设计 转运平台与窗口处偏滤器接口设计 转运平台与窗口处偏滤器支撑轨道接口设计 多功能维护平台与非窗口处偏滤器接口设计 6.4 系统评估 系统评估应考虑包括但不限于表 3 所列内容。 表3 评估类型 系统评估内容 评估内容 应力分析 应变分析 结构 变形分析 模态振型与固有频率分析 谐响应分析 响应谱分析 可达维护空间 负载能力 运动学及动力学 转运速度 定位精度 重复定位精度 4 DB34/T 3186.4—2018 表 3 （续） 评估分类 评估内容 静态性能 控制精度 动态性能 稳定性 救援策略 救援 救援路径 仿真模拟 单项任务（切管、焊接、检漏等）维护时间 维护周期 单个偏滤器模块维护时间 完整偏滤器系统维护时间 维护系统与真空室及偏滤器之间物理接口的兼容性 兼容性 维护系统与聚变堆在尺寸、布局方面的兼容性 偏滤器维护流程与聚变堆其它部件维护流程方面的兼容性 7 RAMI 要求 应按 DB34/T 3186.1 的规定执行。 8 安全要求 应按 DB34/T 3186.1 的规定执行。 _________________________________ 5