Diseño y fabricación de componentes mecánicos en ingeniería de fusión para dispositivos de confinamiento magnético
- Autores: María de las Mercedes Medrano Casanova
- Directores de la Tesis: Augusto Pereira González (dir. tes.), Cristina Alén Cordero (codir. tes.)
- Lectura: En la Universidad de Alcalá ( España ) en 2023
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Efrén Díez Jiménez (presid.), Macarena Liniers Vázquez (secret.), Marta Serrano Garcia (voc.)
- Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Tecnologías de la Información y las Comunicaciones por la Universidad de Alcalá
- Materias:
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- Resumen
Esta tesis es una contribución a la ingeniería de fusión, en dos de los dispositivos más importantes considerados hoy en día en el panorama internacional, como son ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor) y el dispositivo experimental super avanzado, JT-60SA. La presente investigación engloba, por una parte, el diseño y desarrollo del sistema de diagnóstico `Wide Angle Viewing System¿ (WAVS) para ITER y por otra, el diseño y fabricación del criostato para JT-60SA. Con ella, se contribuye significativamente tanto al estudio, comportamiento y selección de materiales, como al diseño y fabricación de componentes mecánicos en este campo. Ambos proyectos, que suponen importantes retos tecnológicos, están respaldados y financiados por acuerdos internacionales.
El diagnóstico WAVS es un sistema basado en espectroscopía infrarroja y visible, que no tiene precedente en dispositivos previos. Monitoriza la temperatura de los componentes dentro de la cámara de vacío, cubriendo alrededor del 80% de su superficie, además de registrar imágenes en el rango visible. A pesar de las fuertes restricciones impuestas al diseño, los diferentes módulos opto-mecánicos de las líneas de visión del WAVS, han sido diseñados cumpliendo con los exigentes requerimientos de funcionamiento establecidos para el diagnóstico. Esto no hubiera sido posible, sin las tareas de I+D realizadas en paralelo. Dichas tareas, han permitido validar, no solo la elección de los materiales más idóneos y resistentes, sino también, algunos aspectos del diseño mecánico, mediante la realización de prototipos con el fin de demostrar el correcto funcionamiento y rendimiento del sistema.
El otro desarrollo presentado en esta tesis es el diseño, fabricación y montaje del criostato del tokamak superconductor JT-60SA. Previo a la fabricación del criostato, fue necesario realizar la cualificación de los procesos de soldadura mediante su caracterización microestructural y mecánica, llevando a cabo una extensa batería de ensayos realizados en el CIEMAT. Una de las aportaciones más relevantes fue el comportamiento de las soldaduras a bajas temperaturas, ya que algunas zonas del criostato podrían llegar a alcanzar estas temperaturas en condiciones de accidente. El control dimensional final, una vez ensamblado todo el conjunto, constató que el componente fabricado estaba dentro de las tolerancias especificadas.
