EDITH - experimental in-torus maintenance system for fusion reactors. Final report

Experimentelles Handhabungssystem für Wartungsarbeiten im Torus eines Fusionsreaktors
Wegen der besonderen Umgebungsbedingungen - erhöhte -Strahlung und Temperatur - können Reparaturarbeiten in der Plasmakammer eines Fusionsreaktors wie NET/ITER nur mittels eines fernbedienten Handhabungssystems durchgeführt werden. EDITH (Experimental Device for In-Torus Handling) ist der Prototyp eines solchen Systems. Es basiert auf einem Vielgelenkarm, der für die jeweiligen Aufgaben mit verschiedenen Endeffektoren bzw. Werkzeugen ausgerüstet ist. EDITH ist die zentrale Komponente eines Teststandes, mit dem in Originalgröße in einem nachgebildeten Ausschnitt einer Plasmakammer Fernhantierungsvorgänge experimentell untersucht werden. ... mehrExemplarisch für solche Aufgaben wurde der fernbediente Austausch von Schutzziegeln und Divertorplatten durchgeführt. Um den Operateuren eine schnelle und zuverlässige Durchführung der Arbeiten zu ermöglichen, wurde ein neuartiges Leit- und Steuersystem entwickelt. Das Leitsystem bildet in Form einer Fernhandhabungs-Arbeitsstation zusammen mit den Servomanipulatoren die Mensch-Maschine-Schnittstelle zur Steuerung und Überwachung aller Geräte. Die Arbeitsstation unterstützt die Operateure bei allen manuell zu steuernden Arbeiten, bei der Planung, Simulation und Programmierung automatisch durchzuführender Teilaufgaben und dient mit ihrem multimedialen Dokumentationssystem als ständig verfügbare Informationsquelle. Bei der Konzeption der Steuerung standen das dynamische Verhalten, die Betriebssicherheit und die Kopplung an das Leitsystem im Vordergrund. Qualifikationstests und erste Experimentiererfahrungen bestätigten, daß mit der bei FZK entwickelten Fernhantierungstechnik die gestellten Aufgaben sicher, zuverlässig und in vertretbarer Zeit ausgeführt werden können.

With respect to the special environmental conditions \- elevated -radiation and temperature - in the plasma chamber of a fusion reactor like NET/ITER, maintenance and replacement tasks can be performed only by means of remote handling systems. EDITH (Experimental Device for In-Torus Handling) is the prototype of such a system. It is based on an articulated boom transporter which can be equipped with different end-effectors and tools, respectively, depending on the different tasks to be carried out. EDITH is the central component of a testbed constructed in full scale to investigate experimentally remote handling operations in the simulated section of a plasma chamber. ... mehrAs typical tasks the replacement of protective tiles and divertor plates have been performed. In order to allow the operators a fast and reliable performance of the tasks an advanced guidance and control system has been developed. The guidance system forms a remote handling workstation which, together with the servo-manipulator, represents the man/machine interface for the control and surveillance of all devices. The workstation supports the operators at all operations to be manually controlled, at the planning, simulation and programming of automatically performed subtasks. It serves also as a permanently available documentation system and information source. The driving factors for the conceptual design of the control system were the dynamic behaviour, the operational reliability and the cooperation with the guidance system. Qualification tests and first practical experience confirm that this type of remote handling techniques permits to perform in-vessel maintenance tasks safely, reliably and in appropriate time.