E帶動中國制造

在這些采購包任務(wù)研發(fā)進展中,低溫超導(dǎo)線材被視為結(jié)晶中的翹楚。ITER裝置采用環(huán)向場導(dǎo)體低溫超導(dǎo)股線,為高溫等離子體提供約束磁場,所用Nb3Sn股線約含5000-12000根芯絲,芯絲平均直徑僅7微米,約為頭發(fā)絲直徑的十分之一。

負(fù)責(zé)低溫超導(dǎo)材料研發(fā)的是西部超導(dǎo)材料科技股份有限公司(簡稱“西部超導(dǎo)”)。2003年成立不久,西部超導(dǎo)即承擔(dān)了國家級超導(dǎo)材料研發(fā)任務(wù)。

據(jù)《城市經(jīng)濟導(dǎo)報》報道,在中國正式加入ITER計劃后,西部超導(dǎo)生產(chǎn)的NbTi、Nb3Sn相關(guān)導(dǎo)體短樣先后成功通過了Sultan實驗室的認(rèn)證測試。此后得到了法國ALSTOM公司的合作支持,完善批量化生產(chǎn)質(zhì)量控制體系,同時,開發(fā)了導(dǎo)體結(jié)構(gòu)設(shè)計、大尺寸包套焊接擠壓、單根萬米級股線集束拉拔加工等一系列關(guān)鍵技術(shù),獲得了自主知識產(chǎn)權(quán)的ITER用NbTi/Cu超導(dǎo)線材制備技術(shù)并實現(xiàn)批量化生產(chǎn)。

2012年3月,西部超導(dǎo)正式啟動向ITER計劃批量供貨。但更為重要的是,研制工作對中國NbTi超導(dǎo)合金的研發(fā)起到推動作用,該材料可用于航空等領(lǐng)域。

同樣是涉核設(shè)施,IITER裝置的研發(fā)也給核電裝備制造商帶來機遇。在廣州南沙東方重機的車間里,三臺大型設(shè)備專門服務(wù)于ITER項目。除了大型設(shè)備的投入,團隊還依托本項目研制了一些專用的設(shè)施和工具。

包層屏蔽模塊是ITER核聚變反應(yīng)堆中最關(guān)鍵的部件之一,用于屏蔽聚變反應(yīng)中的中子流。表面上看,包層屏蔽模塊并不奇特,但在模塊內(nèi)部,布滿了270多個孔,貫通形成流,就像一塊鋼材做成的凍豆腐。“這些孔大小、方位各異,且定位精度要求非嚴(yán)苛,只能一次成功。我們?yōu)榇藢ｉT研制了各自由度無級可調(diào)打孔的工具,模塊加工前的原材料重10噸左右,加工完成品只剩2噸多。”東方重機加工工藝部部長劉遠彬向eo記者介紹。

除了孔,屏蔽模塊還要求電磁切斷窄縫加工。韓國的采購包也遇到類似加工要求,目前尚未攻克。東方重機ITER包層屏蔽模塊攻關(guān)組為此開發(fā)了專用的窄縫設(shè)備。

“大型設(shè)備選型、開發(fā)小型專有設(shè)施、加工方法、理念……可以說,我們通過ITER項目積累了很多經(jīng)驗。”劉遠彬表示,“投入是有回報的,通過投入,我們以后就知道從哪里入手。這些經(jīng)驗,對非ITER計劃設(shè)備的研制也有借鑒作用,比如核電小型堆。”

ITER計劃多國合作的方式,對東方重機海外知名度的提升發(fā)揮了相當(dāng)作用。當(dāng)外國專家、相關(guān)企業(yè)代表參觀東方重機ITER相關(guān)產(chǎn)品和車間時,發(fā)現(xiàn)東方重機已經(jīng)取得歐洲核設(shè)備制造相關(guān)認(rèn)證資質(zhì)。

“因為ITER包層屏蔽模塊制造標(biāo)準(zhǔn)是按照歐洲標(biāo)準(zhǔn)。為了配合項目,我們的焊工資質(zhì)、無損監(jiān)測資質(zhì)按EN標(biāo)準(zhǔn)取得了相關(guān)資質(zhì)證書。”劉遠彬介紹。

這為核電設(shè)備“走出去”創(chuàng)造了技術(shù)條件。

2017年,東方重機成為法國電力公司(EDF)在中國的首家核電產(chǎn)品合格供應(yīng)商,其自主研制出口歐洲的中國首臺核電低壓加熱器成功發(fā)運。2018年年初,東方重機獲得英國欣克利角C核電項目設(shè)備采購訂單。

目前,ITER計劃中方采購包任務(wù)實施涉及40家重要的一級和二級供應(yīng)商,分布在17個省份,其中負(fù)責(zé)加工制造的供應(yīng)商26家,運輸質(zhì)量管理等配套服務(wù)類的供應(yīng)商14家,如果從供應(yīng)鏈角度分析,參加ITER計劃的中方相關(guān)單位超過百家。

根據(jù)中國ITER執(zhí)行中心開展的ITER宏觀經(jīng)濟效應(yīng)調(diào)研分析結(jié)果,ITER計劃執(zhí)行為中國聚變工程的技術(shù)提升與產(chǎn)業(yè)化提供了一個重要的契機。“在這個工程中,中國開始了圍繞ITER采購包任務(wù)的產(chǎn)業(yè)化進程,逐步構(gòu)建了比較穩(wěn)定和有序的研究院所與企業(yè)之間上下合作關(guān)系,從而為相關(guān)產(chǎn)業(yè)研發(fā)能力和制造水平的提升創(chuàng)造了條件。”中心主任羅德隆介紹。