近来,中核集团核工业西南物理研讨院在磁束缚核聚变能量导出要害技能范畴获得重要发展。研讨团队自主规划并建成了用于聚变能量导出研讨的工程性液态金属和氦气工质热工研讨台架,并已全面投入运转。这标志着我国构建起掩盖聚变堆全工况、具有世界领先水平的液态金属与氦冷技能讨论研讨体系,为未来聚变堆的工程化使用奠定了要害试验根底。
核聚变能被视为人类未来的抱负动力,其间怎么高效、安全地将聚变反应发生的高能量导出并转化为电能,是要害技能应战之一。包层是聚变堆完成该功用的中心部件,液态金属包层与氦冷固态包层是现在世界上两条重要的技能道路。环绕这两类方案展开热工水力、磁流体动力学(MHD)效应及资料相容性等中心问题的工程验证,是推进聚变电站制作的必要条件。
在此次制作中,液态金属热工研讨台架在归纳功能方面到达世界领先水平,可在0-4T强磁场、300-550℃高温及多种流量条件下安稳运转,其中心参数可达聚变堆芯线)。该渠道将为我国液态锂铅包层的自主研制供给要害数据支撑,要点处理强磁环境下磁流体动力学问题及其对传热行为的影响等科学问题。
一起,氦气工质热工研讨台架则瞄准氦冷固态增殖剂包层技能方向,参阅世界热核聚变试验堆(ITER)技能规范规划制作,具有4-12 MPa高压、常温-500℃宽温域安稳运转才能。该渠道完成了三项要害设备国产化技能创新:自主研制的电磁轴承氦气主风机完成了转子无触摸、零磨损运转;集成了高效紧凑的印刷电路板式换热器(PCHE);并在要害阀门使用金属波纹管密封技能,完成了体系极低的走漏率。其模块化规划不只验证了工厂化预制与装置的可行性,也为未来ITER及商用堆制作供给了重要的本钱操控参阅。
能量导出热工试验台架的全面建成,是我国在核聚变要害设备与技能自主化才能上的重要表现。该效果显着提升了我国在液态包层和氦冷体系范畴的工程验证才能与技能储备,标明我国已体系把握包含主风机、高效换热器等在内的氦冷体系模块规划、制作与集成中心技能。这一发展将有力支撑我国聚变试验堆的后续制作,推进ITER方案顺畅施行,为人类终究完成聚变动力愿望奠定坚实的工程与技能根底。