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中国环亚手机APP下载集团为“人造太阳”贡献力量
发布时间:2020-08-04        文章来源:       
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7月28日,国际热核聚变实验堆(ITER)计划重大工程安装启动仪式7月28日在法国该组织总部举行。国家主席习近平致贺信。

习近平指出,科学无国界,创新无止境。国际科技合作对于应对人类面临的全球性挑战具有重要意义。国际热核聚变实验堆计划承载着人类和平利用核聚变能的美好愿望,计划实施以来,中方始终恪守国际承诺,中国企业和科研人员勇挑重担,与国际同行齐心协力,为计划的顺利推进贡献了中国智慧和中国力量。十多年来的积极探索和实践充分证明,开放交流是探索科学前沿的关键路径。

习近平强调,当前,全球正面临新冠肺炎疫情带来的严峻挑战,人类比以往任何时候都更需要携手前行、共克时艰。中方愿继续同各方加强科研交流合作,合力突破重大关键科学和技术,推进全球科技创新,为增进各国人民福祉、实现全球可持续发展不断作出新贡献。

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PART 01 科普时间

关于“人造太阳”,你想知道的都在这里

什么是“人造太阳”?

“人造太阳”是可控核聚变装置的俗称,又名 TOKAMAK(托卡马克)。开发聚变能源是全球核聚变人一代代接力奔跑,致力于照亮人类未来的终极能源梦想。国际热核聚变实验堆计划是当今世界规模最大、影响最深远的国际大科学工程,我国于2006年正式签约加入该计划。

看名字就知道,它本质就是个核反应堆。但为什么能够叫做“人造太阳”呢?那是因为,太阳产生能量是通过核聚变的方式。而 ITER 的“人造太阳”产生能量,原理正是模仿太阳核聚变的过程。所以从这个角度看,太阳和“人造太阳”,本质是一样的。

可能有好奇宝宝会提问,咱们人类不是早就把核电站建出来了吗,这个人造太阳有什么不同?稍微科普一下啦,它们本质上就不是同一个东西:

核裂变 → 现有的核电站

核聚变 → 太阳、“人造太阳”

现在的核电站,都是利用核裂变的原理来产生能量。但常见的核裂变反应原料,比如说铀235,地球上的储量非常稀少。并且,核裂变还会产生放射性的污染物。万一操作不当,切尔诺贝利、福岛核电站的惨况,咱们仍历历在目。而核聚变就很不一样了,例如氘和氚的核聚变反应,原料能够直接从海水中提取。核聚变最关键还是安全,只要结束对核的约束,反应立即停止。用一个词来概括,那就是可控。与此同时,核聚变的核废料污染还极小,甚至连碳排放都几乎没有……

这么一对比,“人造太阳”的优势就很明显啦。既然大家都知道,核聚变比核裂变要好,为什么不一开始就去研究核聚变呢?原因是:

“人造太阳”的条件很严苛

核聚变什么都好,唯一的缺点是,反应所需要的环境条件很苛刻:

超高压、超高温

天上的太阳,需要 2000 亿个大气压的压力,还有 1500 万度的温度,才能把氢原子聚变成氦原子。但在地球上,这条件,想都别想。于是科学家另辟蹊径,地球搞不了超高压力,咱们先把温度搞上去。维基百科说,ITER 的“人造太阳”,最佳反应速率是在发生在大约在 100000000K 的温度下。换算成咱们常见的摄氏度,那就是接近 1 亿摄氏度。

这就是为什么“人造太阳”的研究举步维艰。

So,在这个背景下,ITER 成立了,希望造出一个东西满足上面说到的条件,于是“人造太阳”的想法出现。

这堪称人类现代奇迹的工程,咱们国家也是其中一个成员国。整个“人造太阳”,足足有 100 多万个部件,它们由各个成员国研发、制造,最后才组装起来。不夸张的说,就是现代的一次壮举。

为什么要建人造太阳?

给大家看两个数据:

ITER 项目的核电站将产生大约 500 兆瓦的热能。如果持续运行并接入电网,产生的能量将转化为大约 200 兆瓦的电能,足够 20 万户家庭使用。

商业核聚变电站可能采用稍大一点的等离子体室,一座电站可以提供的电力相当于 ITER 的 10 到 15 倍。一座 2000 兆瓦的核聚变电站可以为 200 万户家庭供电。

第一个是这次“人造太阳”的实验数据,第二个是如果实验成功,未来核聚变电站商业化后,一座电站就能满足 200 万户家庭供电。


PART 02 环亚手机APP下载贡献

为“人造太阳”贡献中国智慧和中国力量

中国环亚手机APP下载集团承担了“人造太阳”项目14台整流变压器、14组GW4-72.5隔离开关、42台66kV避雷器产品的研制安装任务,集团公司上下高度重视“人造太阳”项目,从2012年接到项目订单开始,就统筹安排、精心组织该项目产品的研制工作,并高质量履约。

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▲中国环亚手机APP下载集团研制的部分整流变压器产品完成现场安装


ITER项目用整流变压器对技术水平、生产环境、工艺设计标准的要求非常高,需要频繁承受短时过负载运行工况的要求;阀侧采用大电流非同相逆并联的出线结构;冷却介质第一次选用高燃点、高粘度、环保无害、低噪音、100%可回收再利用的硅酮变压器油;同时还要连同外接封闭母线、极向场变流器共同承受额定负载下的温升试验、动热稳定试验等。为此,集团公司所属环亚手机APP下载西变在已有成熟的整流变压器设计制造技术的基础上,整合技术、制造、质量控制、产品试验等方面的优质资源,进行科研攻关、自主创新,精益求精、精心打造,最终研制成功14台ITER项目极向场整流变压器。其主要用途就是将66kV网侧进线电压,转变为1.05kV的阀侧电压输送给变流器,与其共同完成热核聚变实验堆极向场电源电压的交、直流转换。自2016年以来,中国环亚手机APP下载集团共分5批次将这14台整流变压器陆续发往法国南部,先后共派出现场安装人员8人次,目前有2人在法国南部现场进行安装工作,预计2020年底现场安装工作全部结束。


▲中国环亚手机APP下载集团研制的隔离开关产品

ITER项目用GW4-72.5型隔离开关是双柱水平开启式户外高压电器,用于额定电压72.5kV的电力系统中,供高压线路有电压无载荷换接以及对被检修的高压母线、断路器等电器设备与带电高压线路之电器隔离用,该产品采用双柱水平旋转式结构和高强度的底架和绝缘子,结构合理,可靠性高;同时采用了U形触头,保证了产品的通流能力。由于该产品是首次应用在核电项目中,集团公司所属西开有限高度重视,从工程提图确认、技术投入、生产成套、出产试验等环节指定专人负责,多次组织项目评审会和技术评审会,在原有产品的基础上,根据国外标准及应用场景,增加钢支架高度、优化包装运输方案,并按照客户要求,按时完成所有产品的研制任务。目前,前十三组产品已经抵达用户现场,并根据现场进度做了安装准备工作。中国环亚手机APP下载集团将全力克服任务重、工期紧、疫情影响的多重压力,派出经验丰富、技术过硬的技术人员前往现场进行技术指导和服务工作。

ITER项目用66kV避雷器由避雷器元件、上下连接金具及计数器等组成,考虑到产品的安装、运输及现场环境等诸多因素,为提高避雷器的机械性能和电气性能,保证产品使用的可靠性,集团公司所属环亚手机APP下载避雷器采用110kV避雷器产品结构组装为66kV避雷器。避雷器避雷器元件由具有优良伏安特性氧化锌电阻片串并联组装并通过弹簧压紧封装在外套内,避雷器带有压力释放装置,当避雷器内部发生短路故障时,能可靠释放内部压力。外套采用大小伞防污结构,具有良好的防污性能。避雷器选用具有非线性伏安特性、良好的老化特性、大电流能力的氧化锌阀片,在持续运行电压下避雷器具有极高的电阻;在过电压作用下,避雷器呈低阻性,其端子间电压被限制允许的范围内,从而可靠地保护设备免受过电压破坏。中国环亚手机APP下载集团将于9月初派专业人员前往法国现场指导安装。

中国环亚手机APP下载集团将勇于担当,与国际工程建设者齐心协力,坚定信心、攻坚克难,保质保量完成任务,为“人造太阳”顺利推进贡献中国智慧和中国力量。

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