“人造太阳”新进展:中国环流器2号M装置研制核心部件成功交付

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2年前   封面新闻官方账号
中国环流器二号M装置是我国大型常规磁体托卡马克聚变研究装置。该装置意在通过可控热核聚变方式,给人类带来几乎无限的清洁能源,俗称“人造太阳”。
封面新闻记者 杨晨 关天舜
6月5日,中核集团核工业西南核物理研究院与东方电气集团东方电机有限公司联合举行中国环流器2号M装置主机磁体线圈中心柱成功交付暨总体安装顺利启动仪式,标志着中国环流器2号M装置主机磁体线圈的核心部件成功交付,顺利进入总体安装阶段。
为开发未来的新能源,积极开展磁约束核聚变研究,经国家批复由核工业西南物理研究院承担中国环流器2号装置项目。东方电机承接环流器装置核心部件主机磁体线圈的制造任务,成为国内首家制造环流器装置大型磁体线圈的企业。
封面新闻记者了解到,主机线圈系统是该装置主机的核心部件之一,其中心柱的研制是整个线圈系统最具挑战性的任务,线圈中心柱由20组环向场线圈中心段组件和中心螺旋管线圈装配而成,总体重量约90吨。中心柱制造难度大,工艺精度要求极高,高冲击载荷条件下运行寿命要求不低于10万次,在国内尚属首次,没有现成的工艺和设备借鉴。
中国环流器二号M装置是我国大型常规磁体托卡马克聚变研究装置。该装置意在通过可控热核聚变方式,给人类带来几乎无限的清洁能源,俗称“人造太阳”。该装置规模大、参数高,核工业西南核物理研究院与东方电机通力合作,通过对装置铜合金材料进行升级,优化了装置结构、提高了装置整体性能。通过工艺优化使线圈绝缘材料动态疲劳剪切强度高于国外同类装置,达到超过100万次仍不开裂,制造技术更是完全自主化。
由于主机磁体线圈属国内首次制造,技术要求高,制造难度大,涉及磁场位形、电磁力、发热与冷却、电气绝缘、结构强度的设计、分析和计算,以及制造工艺的研发等方面的具体内容,增加了大量工艺试验和制造加工工艺难度。双方结合各自技术领域的优势,在装置原有设计基础上,进行优化设计结构和工艺方案的优化,将主机线圈装置铜合金材料升级、环向磁场线圈分段结构优化为整段结构、实现线圈小锯齿面啮合工艺等优化措施,提高了装置电气性能和机械性能;东方电机在线圈正式投产前期,还先后进行了数控加工、焊接、绝缘、安装、专机设备和专用工装六大类工艺试验项目,累计关键工艺试验项目28项。
完成交付后,装置总体安装工作将由华西集团四川省工业设备安装公司接棒。
另外,即将建成的中国环流器二号M装置,规模大、参数高,采用了更先进的结构与控制方式,有望将等离子体电流从我国现有装置的1兆安培提高到3兆安培,等离子体温度将超过2亿度,用于开展聚变堆相关关键物理与工程技术研究。
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