BEST装置TF线圈盒批量交付,可控核聚变工程化再迈关键一步

背景:从“实验堆”到“示范堆”的工程化跨越

可控核聚变因模拟太阳内部的聚变反应,常被称作“人造太阳”,也被视为人类的终极能源方向。其燃料资源丰富,反应过程不产生长寿命放射性废物,且具备本质安全特征,因此成为全球能源科技竞争的前沿领域。BEST(燃烧等离子体实验超导托卡马克)是世界首个紧凑型聚变能实验装置,由中国科学院等离子体物理研究所主导设计,聚变新能(安徽)有限公司承建。它的核心使命并非单纯刷新实验参数,而是填补“实验堆”至“示范堆”之间的工程化空白,推动聚变能发电从实验室走向商业化。

9月27日,BEST TF线圈盒批量件完工暨发运仪式在国机重型装备集团股份有限公司德阳基地举行。由该公司研制的8件TF线圈盒批量件全部完成制造总装并顺利发运。这意味着BEST装置核心部件供应链取得阶段性进展,也表明我国在聚变工程化制造环节正从单件研制走向批量交付。

关键突破:14个月完成8件,攻克多项制造难题

TF线圈盒是超导磁体系统的核心部件,对BEST装置安全运行有着重要作用。它需要在超低温、超强磁场、极高应力下长期运行,对制造材料与工艺要求极高。此次8件TF线圈盒历时14个月完成制造,研制过程中,团队突破了超低温高强韧材料制备、厚大锻件控温均细化锻造、高氮不锈钢焊接等关键技术,实现了从“0”的突破到批量化工程化应用,并形成从原材料研制到试验装配的全流程制造能力。

  • 超低温高强韧材料制备:解决材料在极低温环境下强度与韧性难以兼顾的问题。
  • 厚大锻件控温均细化锻造:提升大尺寸锻件内部组织均匀性,保障部件在强应力下的可靠性。
  • 高氮不锈钢焊接:针对高氮不锈钢焊接工艺难点形成工程化方案,确保焊缝性能满足极端工况要求。

这些技术突破的价值不仅在于完成8件产品,更在于验证了批量制造的一致性和可重复性。对于聚变装置而言,核心部件往往需要在高参数、长周期条件下稳定运行,单件样品成功并不等于工程可用,只有形成稳定批产能力,才能真正支撑装置建设和后续迭代。

产业意义:为可控核聚变战略注入新动能

该批TF线圈盒投入使用后,将服务于BEST建设,助力国家可控核聚变战略实施。从产业链角度看,聚变能商业化不仅依赖等离子体物理研究,也依赖高端材料、重型装备、精密制造、超导技术、焊接工艺等环节的协同突破。TF线圈盒批量交付,既是对国机重装等制造企业能力的检验,也为相关产业链完善与升级提供了工程实践场景。

当前,全球可控核聚变正从科学可行性验证加速迈向工程可行性与商业可行性探索。BEST作为紧凑型聚变能实验装置,其建设进展将直接影响我国在聚变能领域的工程经验积累。核心部件批量交付,意味着“人造太阳”距离从实验室迈向商业化又近了一步,也为能源领域培育和发展新质生产力注入新动能。

(记者刘侠)