11月29日,国际热核聚变实验堆(ITER)计划的包层屏蔽模块全球首发仪式在东方电气集团下属东方电气(广州)重型机器有限公司(以下简称“东方重机”)举行,首批48件包层屏蔽模块以水陆联运方式发往法国,是我国高品质兑现国际承诺的又一缩影。
中方承担半数包层屏蔽模块 2027年全部交付
2006年,ITER计划《联合实施协议》签署,中国以“平等伙伴”身份加入,共承担了18个ITER关键部件研制任务,占总任务约9%。
ITER计划被称为全球最大的“人造太阳”,将模拟太阳内部的核聚变过程,探索聚变能发电的科学和工程技术可行性,作为新质生产力的重要一环,可控核聚变具有无限、经济、可计划、清洁、安全等诸多优点,是解决能源及环境问题的重要途径之一。
包层屏蔽模块属于包层系统里的真空部件,可以为ITER装置提供中子屏蔽和高热负荷的热导出,保护真空室及外围设备和人员免受辐射危害,确保反应堆稳定运行,是未来聚变堆建造所需的关键技术之一。
包层屏蔽模块研制任务共计440块,中方与韩方各承担220块。模块分类繁多,有多种长度、高度、深度、质量,外形变化多达104种。首批48件模块交付后,剩余模块将于2027年交付。
“国际热核聚变实验堆是目前我国以平等、全权伙伴身份参加的全球规模最大、影响最深远的国际科研合作项目。”东方电气(广州)重型机器有限公司党委书记、董事长王卫东表示:“东方电气2009年开始,正式成为ITER计划中方采购包核心供应商,承担包层系统屏蔽模块采购包,自此进入国际大科学工程领域,布局未来产业。”历时十五载攻坚克难,在中国国际核聚变能源计划执行中心的支持和帮助下,东方电气携手中核集团核工业西南物理研究院组建科研团队,成功突破关键核心技术难题,全面攻克了三维大长径比空间角度交叉孔系加工技术、高温真空环境下高精度氦检漏技术、不锈钢板单面焊双面成型技术研究等一大批国际领先的重大关键科学和技术。
破解两大技术难题 全球首项国际标准诞生
“全球第一批包层屏蔽模块的发运,是中国国际核聚变能源计划执行中心领导下我国高品质兑现国际承诺的又一成功典范。在这个过程中,我们实现了从跟跑到并跑再到领跑的跨越式发展,为我国核聚变能源领域的发展奠定了坚实的基础。”核工业西南物理研究院院长张立波表示。
“ITER包层屏蔽模块,从设计到制造主要面临两大技术难题,一为流体高效冷却与精密加工制造难题,另一为高精度热氦检漏技术难题。通过西物院与东方重机等单位的强强联合,聚力攻关,两大难题均已得到圆满解决。部件率先在全球实现ITER部件的超高灵敏度热氦检漏,达到ITER要求,并形成了受控核聚变领域全球首项国际标准。”核工业西南物理研究院科技带头人谌继明表示,ITER包层屏蔽模块的主要功能是屏蔽14MeV高能中子,通过冷却水及时将数百MW中子核热带出体外,保护外围设备免受伤害的同时,使部件安全运行在许用温度下。
据介绍,针对第一大难题,西物院组织开展了设计分析、实验与关键加工制造技术研究,验证了设计分析的准确性、加工制造精度的有效性,反馈形成了具有工程意义的部件设计准则。针对第二大难题另一方面,西物院组织开展了一系列科学研究,提出实现超高灵敏度检测的科学方法,与成都国光电气股份有限公司联合研制新设备,利用东方重机研制的全尺寸原型件,率先在全球实现ITER部件的超高灵敏度热氦检漏。
2013年,包层屏蔽模块全尺寸原型件通过ITER国际组织验收,2018年完成首件认证件,进入产品批量化生产阶段,2024年首批产品制造完工并实现全球首发。此次包层屏蔽模块成功发运,充分展示了中国智慧和中国力量,彰显了我国在国际核能舞台的竞争力与影响力,也意味着我国未来自主设计研发聚变堆关键核心部件有了强大技术支撑。
南沙区有关负责人表示,未来南沙区政府将继续加强与东方重机等科技创新企业的合作,全力支持东方电气在核聚变能等前沿科技领域开展更深入的研究和探索。南沙将进一步优化营商环境,提供更加优质的服务和保障,助力企业不断攀登科技高峰,为解决人类面临的终极能源问题作出更大贡献。
国际热核聚变实验堆计划(ITER)组织、中国国际核聚变能源计划执行中心、广州市南沙区政府、中核集团核工业西南物理研究院、中核四达建设监理有限公司、贵州航天新力科技有限公司、四川东方龙源动力设备有限公司、中储工程物流有限公司、东方电气股份有限公司、东方电气(广州)重型机器有限公司相关人员出席发运仪式。
文、图/广州日报新花城记者:耿旭静、董业衡 通讯员:徐萍