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动态 | 高澜为“人造太阳”保驾护航,助力核聚变清洁能源开发

阅读量 :339     发布者 :高澜 发布时间:2017-07-27    

近日,由中国科学院等离子体物理研究所自主研发的超导托卡马克实验装置EAST取得重大突破,在全球首次实现了上百秒的稳态高约束运行模式,为人类开发利用核聚变清洁能源奠定了重要的技术基础。该装置的科学目标是让海水中大量存在的氘和氚在高温条件下,像太阳一样发生核聚变,为人类提供源源不断的清洁能源,因此也被称为“人造太阳”。高澜股份为其辅助加热-低杂波系统提供水冷解决方案。

 

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新闻联播报道“人造太阳”装置取得重大突破

 

辅助加热-低杂波系统是“人造太阳”装置的一个重要分支系统,主要功能是维持长脉冲、稳态的等离子体放电,将等离子体加热到足够高的反应温度,实现受控热核聚变。此系统功耗达13MW以上,功耗密度极高,考虑到空间、安全等方面的因素,水冷系统是其最佳的散热方案。高澜股份以出色的专业技术能力赢得了中科院的认可,成为此系统的水冷设备供应商。

 

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“人造太阳”装置

 

高澜为此系统设计的水冷系统额定冷却容量高达13.12MW,相当于±1100 kV特高压直流输电换流站单套阀冷的冷却容量的两倍,是目前高澜做过的最大散热容量的冷却系统。此项目也是高澜第一次涉足核能领域。

 

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高澜水冷系统外循环装置(上)、主机(中)、空气散热器(下)


初期,项目团队遇到了不少挑战。首先,此冷却系统的设计难度非常大。一般水冷系统采用一用一备的冗余设计,此系统是三用一备,且需将中压供水系统、高压供水系统集成在一起,控制系统复杂了很多。

其次,由于管道直径达到DN450,罐体直径达1.2米多,高澜工程师需核算出各组件承重、支架强度、水力冲击、震动影响等参数,确保水冷系统安全、可靠、稳定运行。

再则,水冷主机管段需要在工厂内预制后再运到现场拼装,对预制管段的精度要求高。由于各组件很重,且在地下室施工,现场组装难度大。
 

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管道系统


最后,该项目的配水部分也是一大挑战。配水管路如毛细血管,深入“人造太阳”辅助加热-低杂波系统内部,将其零件产生的热量带走。由于低杂波系统结构紧凑,与之相应的配水管道分支多、排布复杂、流量差异大、管径大小不一,且对密封性、可靠性要求很高。高澜工程师需要针对不同的被冷却器件设计、调整配水管路,实现对流量的精确控制。特殊的环境也对材料提出了更高的要求,部分材料需要耐高温、防辐射。

 

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错综复杂的配水管路


面对这些困难与挑战,项目组成员孜孜不倦、竭尽全力,在摸索中前行,克服了各类技术、施工难点。项目历时四年多,于2013年年底顺利通过了中科院的竣工验收。运行至今,高澜水冷系统稳定可靠,赢得了客户的认可。

“人造太阳”辅助加热-低杂波系统水冷系统的成功投运标志着高澜具备超大型科学实验装置水冷系统研制能力。高澜通过此项目积累了大冷却容量水冷系统的设计、施工、服务经验,为后续的核能项目、大管径项目奠定了良好的基础。在此项目的基础上,高澜与中国散裂中子源工程达成合作,在核能领域又迈出了一步。
 

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中国散裂中子源工程鸟瞰图


随着“新产品、新领域、新区域”战略的推进,高澜股份将在现有领域的基础上,坚持自主研发和持续创新,在核能、大数据、石油石化等领域继续发力,开拓更多的市场,以专业的产品、技术和优质的服务赢得更多客户的认可,成为新能源和节能技术应用的先行者。

 

 

延伸阅读

“人造太阳”(EAST)

EAST由实验“Experimental”、先进“Advanced”、超导“Superconducting”、托卡马克“Tokamak”四个单词首字母拼写而成,它的中文意思是“先进实验超导托卡马克”,同时具有“东方”的含意。EAST装置是我国自行设计研制的国际首个全超导托卡马克装置。

EAST的建造具有十分重大的科学意义,它的建成使我国成为世界上少数几个拥有这种类型超导托卡马克装置的国家,使我国磁约束核聚变研究进入世界前沿。在装置建成后的10-15年期间,能在装置上对建造稳态先进的托卡马克核聚变堆的前沿性物理问题开展探索性的实验研究,并使中国在人类开发清洁而又无限的核聚变能的领域内做出自己应有的重大贡献。
 

中国散裂中子源

中国散裂中子源(CSNS)是国家“十一五”期间重点建设的大科学装置,是位于国际前沿的高科技、多学科应用的大型研究平台。CSNS由中科院和广东省共同建设,选址于广东省东莞市,项目预计总投资为23亿元人民币。

散裂中子源是研究中子特性、探测物质微观结构和运动的科研装置,可带动物理学、化学、生命科学、材料科学、纳米科学、医药、国防科研和新型核能开发等学科发展。建成后,CSNS将成为发展中国家拥有的第一台散裂中子源,和正在运行的美国、日本与英国散裂中子源一起,构成世界四大脉冲散裂中子源。 

社会责任

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