摘要:这个底座重量在四百多吨,算是整套装置的根基,落好位以后,整个工程才好往下走。打个比方,就像盖房子先把地基弄实了,下面的墙和屋顶才能放心搭。对团队来说,这一步不是小动作,它把很多纸上谈兵的设计变成了现实里的承重点。
合肥的紧凑型聚变实验装置BEST,核心部件之一的杜瓦底座已经成功装上了。
这个底座重量在四百多吨,算是整套装置的根基,落好位以后,整个工程才好往下走。打个比方,就像盖房子先把地基弄实了,下面的墙和屋顶才能放心搭。对团队来说,这一步不是小动作,它把很多纸上谈兵的设计变成了现实里的承重点。
要把这么大一块东西放准,技术活儿不少。厂里先把零件加工好、试装过几轮,分批运到合肥现场。安装那天用了专业的重型吊装设备,现场对位、测量、反复校核:水平要对,角度要准,高度要在毫米级别的误差里。整个过程耗了好几天,遇到的麻烦也不少——风有时候大得不得了,地面会有微小振动,设备在温度变化下会有热胀冷缩。队伍把这些变量逐项排查,调整吊点、加固支撑、再次测量,最后才完成锁定到位。
回看BEST项目走到今天,不是一蹴而就。最开始是方案论证、材料攻关,后来进入大件试制阶段。像这次的杜瓦底座就是在反复论证后才批量加工出来的。项目里既有搞核物理和等离子体的专家,也有做机械、焊接、低温、真空系统的工程师。大家各有分工,但必须紧密配合。常见的一幕是:一条线在做结构强度分析,另一条线同时验证制造工艺,旁边还在做现场安装预演。很多细节,只有通过一次次试装、调试才能最后定下来。
说到核聚变本身,它被看作比燃煤燃气更清洁、相对安全、能量密度高的长期方向。把实验室里的概念往真正发电靠拢,还得攻克不少技术问题:比如怎么用磁场把等离子体圈住,真空腔要怎么做,超导线圈如何稳定承载大电流,材料要能抗辐照,还要有稳定的低温制冷系统。BEST的目标就是把这些技术在一个紧凑型平台上集中验证,看看能不能把可控聚变从理论演示往实际发电的方向迈一步。团队现在盯的是在2027年做出全球首例的聚变发电演示,这个时间点也给了大家清晰的工程节奏和节点压力。
国内产业链这几年也在赶工,很多企业开始承担关键零部件和系统任务。我把参与比较多、代表性强的十家企业和它们的主攻方向按口语化的方式说清楚,方便理解分工和瓶颈。
- 纽威股份主要做工业阀门。在聚变装置里,这类阀门不是摆设,得常年承受高压、极端温度或超低温,密封性和可靠性要顶得住。要是阀门掉链子,得停机检修,影响很大,所以它们的产品在现场被当成“必需品”。
- 景业智能侧重智能制造装备。他们能把自动化装配线、智能检验等带进核工业零件生产,减少人工误差,提高装配速度和一致性。装置要求高精度,靠人工很难长期稳定,所以智能化就显得重要。
- 合锻智能提供大吨位液压机、压力机,适合做堆壳、真空室这种大件成形。他们在复杂结构件成形和焊接工艺上有些突破,为后续批量制造铺路。
- 应流股份通过合资公司切入聚变堆材料和部件开发,主攻高端零部件。它们在航空发动机、核电领域的经验可以迁移过来,尤其是高温材料和精密加工。
- 永鼎股份在超导材料方面有积累,研发出的高载流超导带材用于磁约束线圈的关键部位。超导带材能否稳定传大电流,直接关系到磁场能不能按图纸形成。
- 炬光科技做激光上游器件,这类器件可以作为激光泵浦源。激光在某些聚变方案里用作点火或诊断,器件稳定性影响实验重复性。
- 泛亚微透通过参股公司做微透材料、隔热隔音材料的研发。这些材料用于装置的绝缘、隔热和声学处理,影响长期运行的操作环境和设备寿命。
- 东方钽业聚焦稀有金属。它参股的西北稀有金属材料研究院参与过ITER相关工作,研制的热压用铍材料通过了认证。铍常被用作防护层,抵抗高能粒子对核心结构的侵蚀。
- 中泰股份主攻深冷技术。氦制冷机和氦制冷剂是他们的强项。很多超导线圈和低温组件必须在稳定的超低温下工作,氦制冷系统就是该系统的命脉。
- 远东股份在高性能电缆、智能缆网和储能上有布局。聚变装置对电力和信号传输的要求高,远东曾为ITER供过线缆,有实际项目经验。
把这些环节连起来,就构成了国内聚变领域正逐步完善的供应链。每家公司都有短板也有强项,想让一个实验装置从短期试验变成长期稳定运行,靠的是集体配合,不是某一家单打独斗能办到的。
回到现场,底座到位后,接下来几周的活儿很具体:真空室的拼装、磁体支撑的对位、冷却管路的连通、电缆的敷设,还有各种传感器和诊断设备的接入。每装一套东西都要做接口匹配、漏磁和漏气检测,装好了还要进行运行模拟。哪怕是一段线缆走错了路径,或者支撑点没有加固,后面调试起来都会被放大成大问题。
现场节奏稳当但不含糊。工程师们边装边记录,发现疑点就立刻开会讨论。举个生活化的例子:真空密封面通常要做二次检查,表面有丝毫划痕都要挨个排查,否则跑真空时会漏。线缆布线也不是随便拽一把就完事儿,要规划好路径,考虑热膨胀、检修通道和屏蔽要求。还有很多看似小的事儿,比如在接头处做防护层,或者在支撑杆上加一个减振垫,这些小动作往往决定后面的检修频率和运行稳定性。
安装过程也有不少现场智慧和临时解决方案。遇到风大的天,吊装队会调整吊点和缓速程序;遇到地面微振,他们会改变起吊顺序或者加临时支撑;设备在白天和夜晚温差明显时,会选在温差小的时候做精调。好多经验都是在一线积累出来的,不是图纸上能写清楚的。
接下来要做的,不仅仅是把部件装上,更要把系统逐步耦合起来,做材料寿命测试、长期运转模拟和安全试验。每一项试验都会产生大量数据,工程师们要把这些数据记录、比对设计值,必要时回炉改进部件或流程。工作清单长,节奏紧,但流程是清楚的:接口一项项过关,测试一项项完成,问题一件件解决。
现场的人都讲实话,大家的目标都很明白:把每一步做到位,把设备的稳定性和可维护性考虑得更周全。现在能看到的是一个重要阶段的推进,接下来还要面对更多实物装配和系统联调的考验。工程师们的工作,是把这些细小但必须完成的步骤一条条落实好。
来源:自若艺术家eZFr5