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TIMO-2 Testbett

 

 

KIT ist im Rahmen der europäischen Aktivitäten zum ITER Projekt damit beauftragt, die primären Vakuumpumpsysteme zu entwickeln. Nach umfangreichen Untersuchungen zu den verschiedenen Pumpkonzepten und anschließenden Entwicklungsarbeiten speziell auf dem Gebiet der Kryosorptionpumpen, konnte im Jahre 2000 die Anlage TIMO „Testanlage für die ITER Modelpumpe“ in Betrieb genommen werden. In TIMO wurden mit einer Modellkryosorptionspumpe Tests durchgeführt, um das Verhalten dieser Pumpentypen unter ITER relevanten Betriebsbedingungen zu untersuchen. In Vorbereitung auf die bevorstehenden Tests mit der ITER Toruskryopumpe im 1:1 Maßstab wurde TIMO in den Jahren 2008 bis 2010 in wesentlichen Anlagenteilen erneuert, erweitert und damit zu einer perfekten Testumgebung für die ITER Kryovakuumsysteme ausgebaut. Die erweiterte Anlage nennen wir TIMO-2.

 - PIC5 -

Die Prozessgasversorgung an TIMO erfolgt über ein Gaslager, das über mehrere parallele Versorgungsleitungen mit der Dosiervorrichtung verbunden ist. Zur Durchführung der verschiedenen Tests mit der Modellpumpe sind reine Gase wie Neon, Argon, Stickstoff, aber auch Mischungen verfügbar. Die benötigten Gasdurchsätze werden mit vier Durchflusssteuergeräten im Bereich bis zu 800 mbarl/s geregelt. Die Versuchsanlage ist nach den Regeln des Explosionsschutzes ausgelegt und für Betrieb mit Wasserstoff zugelassen.

Die Anlage stellt eine Versorgung mit verschiedenen Temperaturen zur Verfügung. Für die Kühlkreise einer Kryopumpe, die 80K Schilde und die 5K Sorptionspanel, wird Heliumgas bei 80K und superkritisches Helium bei 5K bereit gestellt. Diese Kühlströme werden in einer Ventilbox gesteuert. Die Versorgung mit 5K superkritischem Helium bei einem max. Druck von 6 bar erfolgt über die 2kW LINDE Anlage  und den 5K Kontrollkryostaten. Von diesem Kontrollkryostaten, der aus einem 3500l-Tank mit flüssigem Helium besteht, kann der 5K Panelkühlkreis entweder mit einem Joule Thomson Strom von 60 g/s oder über eine Zentrifugalpumpe mit einem Heliummassenstrom von 200 g/s versorgt werden. Die 80 K Kühlkreisläufe werden über eine separate Anlage versorgt. Diese 80 K Anlage besteht im wesentlichen aus einem 600l-Tank mit flüssigem Stickstoff, einem Wärmetauscher und einer Zentrifugalpumpe, mit der ein maximaler 80K Gasdurchsatz von 200g/s bei 15bar gefördert werden kann. Darüber hinaus gibt es einen weiteren kryogenen Kreislauf mit Helium bei 100 K. Diese Temperatur wird im Wärmeaustausch gegen flüssigen Stickstoff unter Druck produziert. Für die Regenerations- bzw. Reaktivierungsphase nach einem Pumptest steht eine Heliumgasversorgung mit max. 50g/s bei Temperaturen von 300K bzw. 450K zur Verfügung.

Zur Simulierung härterer Betriebsbedingungen kann der TIMO Testbehälter bis zu einer Temperatur von 480K erwärmt werden. Für die on-line Analyse der vorliegenden Gaszusammensetzung steht ein hochauflösendes Quadrupol-Massenspektrometer GAM 400 zur Verfügung, das eine Separation von Helium und Deuterium ermöglicht sowie eine Einheitsauflösung bis 128 amu.

Mit dem TIMO-2 Datenerfassungssystem können etwa 200 Meßstellen bis zu einer Datenerfassungsfrequenz von 10Hz aufgenommen werden. Mit dem Prozesskontrollsystem PCS7 können alle Prozesssequenzen voll automatisiert werden.

Weitere Informationen:

 - Paper9-

 - Paper 4 –