近日,中国科学院合肥研究院等离子体所对外发布重要消息,备受瞩目的聚变堆主机关键系统综合研究设施(CRAFT)项目迎来关键突破——环向场(TF)磁体线圈盒已顺利运抵园区并完成交付。
作为环向场磁体的核心承力部件,该线圈盒不仅是磁体系统的关键构成,更承担着保护TF线圈绕组、支撑固定极向场等其他超导磁体的重要任务。其性能直接关系到整个聚变装置的稳定运行。
这款线圈盒的制造堪称工程奇迹。它采用超低温奥氏体不锈钢316LN和316LMn材料打造,外形尺寸达到惊人的21米×12米,总重400吨,最大焊接厚度超过360毫米。这一数据不仅刷新了世界纪录,更使其整体尺寸达到国际热核聚变实验堆(ITER)同类部件的1.2倍以上,重量近乎翻倍。
项目团队历时五年多攻关,在多个领域取得重大技术突破。在原材料研发方面,成功实现低温不锈钢316LMn材料的国产化,并完成百吨级316LN超大锻件和128毫米超厚钢板的研制。面对360毫米的极限焊接挑战,研发团队创新性地采用大厚度激光焊接与超深窄间隙钨极氩弧焊的组合工艺,配合相控阵无损检测技术,确保了焊接质量;同时开发出30米长空间弯管的精密成形技术,以及低温树脂与钎焊结合的冷却管固定方案,实现了冷却系统的高精度安装。
该项目的成功实施,为我国聚变装置高端装备制造积累了宝贵经验,更构建起覆盖全流程、全周期的产业供应链体系。这标志着我国在聚变能源商业化进程中迈出了关键一步。值得注意的是,相关技术成果具备广泛的产业应用前景,可延伸至航空航天、能源装备、船舶海工等多个战略领域。
作为"十三五"期间立项的国家重大科技基础设施项目,聚变堆主机关键系统综合研究设施(俗称"夸父")于2018年12月正式启动建设,预计将于2025年底全面建成。此次环向场磁体线圈盒的成功交付,为项目整体推进注入了强劲动力。