摘要：重达400吨，整体尺寸超越国际热核聚变实验堆（ITER）同类部件1.2倍，世界上最大的环向场磁体线圈盒近日在安徽合肥正式交付，标志着我国在聚变能源商业化道路上迈出坚实一步。

重达400吨，整体尺寸超越国际热核聚变实验堆（ITER）同类部件1.2倍，世界上最大的环向场磁体线圈盒近日在安徽合肥正式交付，标志着我国在聚变能源商业化道路上迈出坚实一步。

10月7日，在合肥聚变堆主机关键系统综合研究设施园区，由中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所与上海电气联合研制的环向场磁体线圈盒正式交付。

这个外形尺寸达21米×12米、重400吨的巨型部件，不仅是目前世界上最大的环向场磁体线圈盒，更以其整体尺寸是ITER同类部件的1.2倍以上、重量约为其两倍的指标，彰显了我国在聚变装置高端装备制造领域的重大突破。

01 技术突破：五年磨一剑，攻克多项世界级难题

从研发到完成制造，项目团队历时5年多时间，攻克了多项关键技术难题。

在原材料研制方面，团队完成了低温不锈钢316LMn（ITER级JJ1）材料的国产化，研制出百吨级316LN超大锻件和128毫米316LN超厚钢板。

这些超低温奥氏体不锈钢材料构成了线圈盒的主体结构，为其在极端环境下稳定运行奠定基础。

制造技术上的突破更为显著。面对最大厚度达360毫米的焊接挑战，团队研发了大厚度激光焊接和超深窄焊接的组合焊接技术。

上海电气相关团队更是实现了焊缝厚度达360毫米的奥氏体不锈钢窄间隙TIG焊接，创下行业新纪录，并突破316LN极低温材料深度80毫米的激光深熔焊技术。

在质量控制方面，团队采用相控阵无损检测技术，实现了线圈盒焊接的控形控性，并将超大尺寸部件焊后整体轮廓精度控制在2毫米以内。

此外，项目还开发了30米长空间弯管的精密成形、低温树脂与钎焊的冷却管固定技术，实现了冷却管的高精密安装。

02 核心功能：打造约束上亿度等离子体的“磁笼”

环向场磁体是磁约束核聚变装置的核心部件，其功能是产生一个强大的环向磁场，作为一个看不见的“磁笼”，将上亿摄氏度的聚变等离子体安全地约束在真空室中心，使其不与任何容器壁接触，从而实现受控核聚变反应。

此次交付的线圈盒作为环向场磁体的主体承力结构部件，是磁体系统的“骨架”，承担着多重关键功能。

它一方面需严密保护TF线圈绕组，确保其在极端工况下稳定运行；另一方面要精准支撑并固定极向场磁体等其他超导磁体，为整个聚变装置的磁场系统搭建稳固结构框架。

整个聚变装置将由16个这样的D形巨大部件首尾相接，组合成一个巨大的环形结构，将真空室包裹其中。

03 行业影响：推动聚变能发展，辐射多领域应用

环向场线圈盒的成功交付，对聚变能领域及相关行业产生了深远影响。

这一成果标志着我国在聚变装置高端装备制造领域掌握了一批核心技术，更构建起覆盖设计、加工、检测、运输的全流程全周期产业供应链体系。

聚变堆主机关键系统综合研究设施（CRAFT）是我国聚变能源研发的重大科技基础设施，旨在攻克聚变堆主机关键系统和核心技术，为未来聚变堆的设计、建造和运行提供关键技术支撑。

线圈盒的顺利交付，将有力推进CRAFT项目后续建设进程。

相关技术还可应用于航空航天、能源装备、船舶海工等高端制造领域，为我国战略性新兴产业发展提供技术支撑。

以上海电气为代表的装备制造企业通过参与该项目，积累了在超大型精密构件制造、极端环境材料应用等方面的经验，提升了企业在高端装备制造领域的核心竞争力。

04 市场前景：全球聚变投资飙升，商业应用加速

根据2025年7月FIA（聚变工业协会）发布的《2025年全球聚变行业》报告，过去5年全球聚变行业呈爆发式增长，总投资额从2021年的19亿美元飙升至2025年的97亿美元。

国内民营资本、央企、国家大基金、地方国资、早期投资机构等纷纷入局。

全球范围内，AI巨头也纷纷对聚变能进行布局。2023年5月，由OpenAI创始人Sam Altman支持的Helion承诺在2028年之前开始通过核聚变发电，并在一年之后为微软提供目标为至少50兆瓦的发电量。

2025年6月，美国CFS公司宣布已与谷歌达成创纪录协议，将在2030年代初从首座商业聚变电厂ARC向谷歌供应200MW电力。

2025年9月，美国CFS公司与意大利能源巨头埃尼集团签署了一份金额超过10亿美元的ARC电站的售电协议。

技术路线的多元探索让这场“圣杯竞赛”更具看点。据《2025年全球聚变产业报告》，目前全球51家主要聚变公司中，25家采用磁约束路线，占比49%，其次是惯性约束。

目前，两类技术均进入工程验证阶段，磁约束聚焦稳态运行，惯性约束发力点火效率，共同推动聚变能从实验室走向工程化。

05 未来趋势：2030年代成为聚变商业化关键期

FIA调查显示，2030年代被行业普遍视为聚变商业化关键期。45家受访公司中，35家预计在2030~2035年开始运营具有净能量增益的商业示范电站。

这也意味着，聚变技术已跻身具备近期商业化潜力的新兴能源技术之列，聚变行业正迈入决定其发展的关键十年。

中国工程院院士李建刚曾表示：“核聚变点亮的第一盏灯，一定要在中国。”

全球聚变投资的加速和技术路线的多元探索，正推动聚变能源从实验室研究走向工程化应用，而像环向场磁体线圈盒这样的核心部件突破，为这一进程提供了坚实基础。

随着聚变能研究进入关键攻坚阶段，以此次交付成果为代表的电气技术创新将持续推动清洁能源产业布局优化，为实现“双碳”目标提供更强大的科技支撑。

06 风险与挑战：前行道路上的未知数

尽管聚变能源商业化前景可期，但依然面临诸多挑战。

技术难度方面，线圈盒的制造只是聚变装置众多复杂系统中的一个环节，要实现真正的可控核聚变发电，还需要解决等离子体稳态运行、材料抗辐照、氚自持等众多科学和技术难题。

时间表风险也不容忽视。虽然行业普遍将2030年代视为商业化关键期，但聚变能源的研究具有长期性和不确定性，实际商业化时间可能晚于预期。

投资强度是另一大挑战。聚变能源研发需要持续大量的资金投入，任何投资波动都可能影响研发进度。

随着各国竞相发展聚变技术，知识产权和国际竞争的压力也在增大。我国虽然在线圈盒等单个部件上取得了突破，但在整体系统集成和实验验证方面仍需持续努力。

全球聚变领域正经历爆发式增长，过去五年总投资额从2021年的19亿美元飙升至2025年的97亿美元。随着美国CFS公司与谷歌达成200兆瓦电力供应协议，以及多个商业示范电站计划在2030-2035年间运营，聚变能源已从实验室步入工程化应用的前夜。

这个重400吨的巨无霸线圈盒，标志着一个里程碑——中国科学家与工程师们用五年时间，在可控核聚变这场漫长接力赛中，稳稳接住并传出了属于自己的那一棒。

未来，由16个这样的D形部件首尾相接组成的环形结构，或许将成为人类摆脱能源束缚的第一个真正意义上的“太阳”。

免责声明：

1.文中图片仅用于增强阅读效果，与本文所述内容、技术、产品或研究成果无关。

2.本文基于公开搜索信息和研究报告，所涉及的企业仅为个人学习和研究之用，不代表其投资价值，亦不构成任何投资建议或意见，据此投资的风险自负。

3.在做出任何投资决策前，建议您进行深入独立的研究并咨询专业的技术和财务顾问。

来源：金脉洞见