版權(quán)說(shuō)明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請(qǐng)進(jìn)行舉報(bào)或認(rèn)領(lǐng)
文檔簡(jiǎn)介
僅供機(jī)構(gòu)投資者使用證券研究報(bào)告|行業(yè)深度研究報(bào)告可控核聚變:0-1產(chǎn)業(yè)落地可期2025年7月28日摘要
什么是可控核聚變?核聚變能是具有清潔、安全、可持續(xù)等優(yōu)點(diǎn)的終極能源。聚變能源具有反應(yīng)釋放能量大、運(yùn)行安全可靠、燃料豐富、環(huán)境污染小等特點(diǎn),有望成為一種可以大規(guī)模市場(chǎng)化供應(yīng)的商業(yè)能源,在未來(lái)提供穩(wěn)定的能源輸出與電力供應(yīng)。核聚變反應(yīng)中有兩個(gè)關(guān)鍵參數(shù):聚變?nèi)朔e(即勞遜判據(jù))以及聚變?cè)鲆嬉蜃樱碤值),滿足勞遜條件才可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火,提升Q值是促進(jìn)可控核聚變商業(yè)化的關(guān)鍵。
核聚變的技術(shù)路徑如何?為了持續(xù)輸出反應(yīng)能量,對(duì)于聚變等離子體的有效約束是關(guān)鍵。通常對(duì)于此類高溫等離子體的約束方式有3種,即引力約束、慣性約束,以及磁約束。在3種約束方式中,引力約束無(wú)法在地球上實(shí)現(xiàn),慣性約束難以實(shí)現(xiàn)持續(xù)的聚變功率輸出,因此磁約束核聚變是實(shí)現(xiàn)聚變能開(kāi)發(fā)的有效途徑。托卡馬克是當(dāng)下研究最為廣泛、也是未來(lái)最有可能實(shí)現(xiàn)可控核聚變的磁約束聚變裝置。根據(jù)2025年7月24日IAEA網(wǎng)站統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,目前全球共有25個(gè)國(guó)家或機(jī)構(gòu)正在開(kāi)展托卡馬克規(guī)劃、建設(shè)和運(yùn)行,涉及的裝置數(shù)量高達(dá)79個(gè),其中57個(gè)裝置處于運(yùn)行狀態(tài),7個(gè)裝置處于建設(shè)中,另有15個(gè)裝置處于規(guī)劃建設(shè)階段。
國(guó)內(nèi)外聚變能源迎來(lái)發(fā)展窗口期。海外來(lái)看,2025年2月,美國(guó)Helion
Energy計(jì)劃在建造世界首座核聚變發(fā)電廠,預(yù)計(jì)在2028年開(kāi)始為微軟數(shù)據(jù)中心發(fā)電。2025年6月,谷歌母公司Alphabet與聯(lián)邦聚變系統(tǒng)公司(CFS)簽署了200兆瓦核聚變電力采購(gòu)協(xié)議。同時(shí),英國(guó)、德國(guó)、俄羅斯等積極推動(dòng)聚變電站布局,多個(gè)項(xiàng)目預(yù)計(jì)在2030年代投運(yùn)。國(guó)內(nèi)來(lái)看,重點(diǎn)項(xiàng)目合肥BEST(緊湊型聚變能實(shí)驗(yàn)裝置)于2025年1月啟動(dòng)了工程總裝,比預(yù)計(jì)時(shí)間提前2個(gè)月,項(xiàng)目將于2027年完工,有望成為世界首個(gè)開(kāi)展氘氚穩(wěn)態(tài)燃燒的實(shí)驗(yàn)裝置,國(guó)內(nèi)主要核聚變研究機(jī)構(gòu)招標(biāo)加速。我們認(rèn)為后續(xù)隨著國(guó)內(nèi)外主要聚變裝置落地加速,技術(shù)領(lǐng)先&有供應(yīng)核心部件/材料積累企業(yè)的獲單能力強(qiáng),有望率先受益。
受益標(biāo)的:①磁體系統(tǒng):國(guó)光電氣、聯(lián)創(chuàng)光電等;②高溫超導(dǎo)帶材:精達(dá)股份、永鼎股份等;③真空室:合鍛智能、派克新材等;
④杜瓦:航天晨光等;⑤偏濾器:安泰科技等;⑥磁體電源:愛(ài)科賽博、英杰電氣、四創(chuàng)電子等;⑦配套設(shè)備:旭光電子等。
風(fēng)險(xiǎn)提示:可控核聚變項(xiàng)目建設(shè)、招投標(biāo)進(jìn)度不及預(yù)期;可控核聚變技術(shù)瓶頸風(fēng)險(xiǎn);可控核聚變技術(shù)路線變化風(fēng)險(xiǎn);海內(nèi)外支持政策變化風(fēng)險(xiǎn)等。1可控核聚變迎來(lái)發(fā)展窗口期121.1什么是可控核聚變?
核聚變能是具有清潔、安全、可持續(xù)等優(yōu)點(diǎn)的終極能源。聚變能源具有反應(yīng)釋放能量大、運(yùn)行安全可靠、燃料豐富、環(huán)境污染小等特點(diǎn),有望成為一種可以大規(guī)模市場(chǎng)化供應(yīng)的商業(yè)能源,在未來(lái)提供穩(wěn)定的能源輸出與電力供應(yīng)。主要優(yōu)勢(shì)具體來(lái)看,?反應(yīng)放能效率高:聚變反應(yīng)將質(zhì)量轉(zhuǎn)化為能量,根據(jù)愛(ài)因斯坦著名的質(zhì)能方程E=mc2可知很小的質(zhì)量轉(zhuǎn)化為巨大的能量,所以聚變反應(yīng)的放能效率極高。??運(yùn)行安全可靠:聚變反應(yīng)需要極為苛刻的實(shí)現(xiàn)條件,在發(fā)生嚴(yán)重事故的情況下可以較為便捷地實(shí)現(xiàn)停堆,從而避免熔堆事故的發(fā)生。燃料豐富:聚變發(fā)電所需要的直接燃料是氘和氚。氘是很容易獲得的,因?yàn)槊?700份水中就有一份是氘。如果考慮到所有的海水,則有總量超過(guò)1015t的氘,足可以近乎于無(wú)限地提供我們所需要的能量。氘可以采用電解水的方法直接從水中提取,成本很低。然而氚在地球上并不天然存在,因?yàn)樗前胨テ跒?2.3年的放射物。所以作為一種燃料,氚只能通過(guò)人工制造得到。最方便的產(chǎn)氚方式是中子和鋰的反應(yīng)。目前,有足夠的鋰可以至少維持幾萬(wàn)年。所以,聚變?nèi)剂媳匦璧脑牧箱嚭退膬?chǔ)量相當(dāng)豐富,而且這些原材料分布廣泛,任何一個(gè)國(guó)家不可能壟斷市場(chǎng)。?環(huán)境污染?。壕圩儺a(chǎn)物沒(méi)有長(zhǎng)壽命的放射性廢物,這將極大簡(jiǎn)化核電站的廢物管理措施,同時(shí)減小核電站退役后對(duì)于環(huán)境的長(zhǎng)期影響。圖:聚變堆主循環(huán)原理示意圖31.1什么是可控核聚變?
現(xiàn)有核電站采用的是核裂變技術(shù),在較重原子核分裂為較輕原子核過(guò)程中獲得能量。而核聚變反其道行之,是兩個(gè)輕原子核結(jié)合形成一個(gè)較重原子核,同時(shí)釋放大量能量的過(guò)程。
核聚變又稱熱核反應(yīng),核聚變過(guò)程中,兩個(gè)較輕的原子核通過(guò)碰撞結(jié)合產(chǎn)生一個(gè)更重的原子核,并在這個(gè)過(guò)程中損失一部分質(zhì)量,以能量的形式釋放出來(lái)。質(zhì)量小的原子,在一定條件下(如超高溫和高壓),能讓核外電子擺脫原子核的束縛,兩個(gè)原子核能夠互相吸引而碰撞到一起,發(fā)生原子核互相聚合作用,生成新的質(zhì)量更重的原子核,中子雖然質(zhì)量比較大,但是由于中子不帶電,因此也能夠在這個(gè)碰撞過(guò)程中逃離原子核的束縛而釋放出來(lái),大量電子和中子的釋放所表現(xiàn)出來(lái)的就是巨大的能量釋放。
氘(D)-氚(T)反應(yīng)是核聚變堆設(shè)計(jì)采用的主要方式。核聚變的原料是氫(氕(H)、氘(D)、氚(T)),聚變反應(yīng)的產(chǎn)物主要是氦(He)、鈹(Be)和能量。D-T反應(yīng)速率高并且反應(yīng)截面較大,同時(shí)它所需的原料D容易獲取,另一原料T雖然自然界中存在甚少,但可以通過(guò)中子轟擊鋰6得到,因此D-T反應(yīng)是幾種聚變反應(yīng)中最具有科學(xué)可行性的反應(yīng),也是目前聚變堆設(shè)計(jì)的主要方向。圖:幾種主要的聚變反應(yīng)截面以及最大反應(yīng)截面所對(duì)應(yīng)的溫度圖:核裂變示意圖圖:核聚變示意圖41.1什么是可控核聚變?
核聚變反應(yīng)中有兩個(gè)關(guān)鍵參數(shù):聚變?nèi)朔e(即勞遜判據(jù))以及聚變?cè)鲆嬉蜃樱碤值)
滿足勞遜條件才可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火。勞遜判據(jù)的核心是單位時(shí)間內(nèi)聚變反應(yīng)釋放的能量必須大于系統(tǒng)損失的能量。具體來(lái)說(shuō),等離子體密度、能量約束時(shí)間和溫度的乘積必須大于某個(gè)特定值,才能產(chǎn)生有效的聚變功率,從而實(shí)現(xiàn)核聚變反應(yīng)的持續(xù)進(jìn)行,這三者的乘積被稱為“勞遜判據(jù)”。當(dāng)滿足勞遜判據(jù)時(shí),意味著達(dá)到了核聚變的點(diǎn)火條件,即聚變反應(yīng)可以自持地進(jìn)行,無(wú)需再?gòu)耐饨巛斎肽芰俊?/p>
提升Q值是促進(jìn)可控核聚變商業(yè)化的關(guān)鍵。Q值即聚變能量增益因子,定義為聚變反應(yīng)產(chǎn)生的輸出功率與外界輸入裝置的功率之比。??Q=1:輸出能量與輸入能量達(dá)到平衡。Q≥5:由于能量輸入和輸出過(guò)程會(huì)有能量損耗,為了保證反應(yīng)時(shí)長(zhǎng),需要更高Q值(至少達(dá)到Q=5)才可能在不需要外部加熱的條件下實(shí)現(xiàn)自我維持,達(dá)到真正的點(diǎn)火條件。??Q≥10:如果再考慮到反應(yīng)堆的建設(shè)和運(yùn)營(yíng)等成本,則Q值至少等于10達(dá)到經(jīng)濟(jì)平衡。Q>30:核聚變發(fā)電站有望實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。2022年12月,勞倫斯利弗莫爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)室(LLNL)的國(guó)家點(diǎn)火裝置(NIF)首次實(shí)現(xiàn)了“凈能量增益”,即聚變輸出的能量超過(guò)輸入能量;2025年4月7日,美國(guó)國(guó)家點(diǎn)火裝置(NIF)實(shí)現(xiàn)第八次聚變點(diǎn)火,產(chǎn)生聚變能量8.6
MJ,靶能量增益因子Q值達(dá)到4.13,是全球首次實(shí)現(xiàn)靶Q值超過(guò)4倍的可控核聚變反應(yīng)。圖:獲得核聚變反應(yīng)的三要素圖:NIF近年來(lái)在八次聚變點(diǎn)火實(shí)驗(yàn)中的靶能量增益Q值記錄及變化趨勢(shì)51.2可控核聚變的技術(shù)路徑如何?
磁約束是目前實(shí)現(xiàn)聚變能開(kāi)發(fā)的最有效途徑。核聚變反應(yīng)對(duì)于溫度的要求非常高,通常需要達(dá)到上億攝氏度。在如此高的溫度下,氣體分子將被完全電離,此時(shí)物質(zhì)以高溫等離子體(完全電離的氣體)形態(tài)存在。為了持續(xù)輸出反應(yīng)能量,對(duì)于聚變等離子體的有效約束是關(guān)鍵。通常對(duì)于此類高溫等離子體的約束方式有3種,即引力約束、慣性約束,以及磁約束。在3種約束方式中,引力約束無(wú)法在地球上實(shí)現(xiàn),慣性約束難以實(shí)現(xiàn)持續(xù)的聚變功率輸出,因此磁約束核聚變是實(shí)現(xiàn)聚變能開(kāi)發(fā)的有效途徑。表:聚變約束的三種途徑引力約束慣性約束磁約束主要是靠強(qiáng)大的萬(wàn)有引力來(lái)提供對(duì)
以多束極高精度的激光從四面八聚變?nèi)剂系募s束力,比如太陽(yáng)的萬(wàn)
方向一個(gè)非常微小的聚變?nèi)剂贤栌幸κ谷蘸藚^(qū)的氫不斷往中心擠
傾注巨大的能量,產(chǎn)生瞬間的高壓,從而形成很高的密度,再加上
溫和高壓,巨大的壓力使聚變?nèi)继?yáng)有足夠長(zhǎng)的能量約束時(shí)間,使
料的密度在短時(shí)間達(dá)到極限值,利用磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)原子核產(chǎn)生的洛倫茲力產(chǎn)生約束,聚變?nèi)剂显跇O高溫下會(huì)完全電離為由原子核和自由電子組成的等離子體,倘若讓這團(tuán)等離
子體置身于強(qiáng)磁場(chǎng)的空間,帶電的原子核與電子在垂直于磁場(chǎng)方向不再自由只能沿著磁場(chǎng)方向做回旋運(yùn)動(dòng),從而受到約束。原理得核聚變反應(yīng)得以持續(xù)發(fā)生。從而引發(fā)核聚變反應(yīng)。示意圖61.2可控核聚變的技術(shù)路徑如何?
托卡馬克是未來(lái)最有可能實(shí)現(xiàn)可控核聚變的聚變裝置。磁約束核聚變裝置主要有托卡馬克、仿星器等。托卡馬克在
1958年由前蘇聯(lián)科學(xué)家發(fā)明,主要由環(huán)形真空室、產(chǎn)生磁場(chǎng)的磁體和其他輔助設(shè)施組成。托卡馬克的優(yōu)點(diǎn)在于:①結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低,只需要真空室和磁體,磁體中線圈的結(jié)構(gòu)是規(guī)則的,造價(jià)便宜且生產(chǎn)周期更短,裝置迭代也更快。②加熱成本低,可以直接依靠磁體進(jìn)行加熱。因此,托卡馬克是目前全球各國(guó)投入最大、最接近可控核聚變條件、技術(shù)發(fā)展最成熟的途徑,約占全球核聚變裝置的50%。圖:托卡馬克裝置圖圖:仿星器中線圈配置資料:張家龍等《磁約束可控核聚變裝置的磁體系統(tǒng)綜述》,華西證資料:張家龍等《磁約束可控核聚變裝置的磁體系統(tǒng)綜述》,華西證券研究所券研究所71.2可控核聚變的技術(shù)路徑如何?
高溫超導(dǎo)托卡馬克裝置具備建造成本較低、建設(shè)時(shí)間較短的優(yōu)勢(shì),其技術(shù)應(yīng)用加速了可控核聚變商業(yè)化發(fā)展。托卡馬克裝置的性能很大程度上取決于約束磁場(chǎng)的強(qiáng)度。傳統(tǒng)技術(shù)路線依賴于增大裝置尺寸以獲得高能量增益,高溫超導(dǎo)磁體技術(shù)提供了新的可能性。??據(jù)北京大學(xué)校園報(bào),美國(guó)麻省理工學(xué)院與美國(guó)聯(lián)邦聚變系統(tǒng)公司(CFS)提出了將高溫超導(dǎo)磁體應(yīng)用于托卡馬克裝置的新方案,使得在僅有ITER裝置四十分之一體積和建造成本的條件下,有望實(shí)現(xiàn)與ITER相當(dāng)?shù)木圩児β瘦敵觥?jù)上海證券報(bào),低溫超導(dǎo)托卡馬克以國(guó)際熱核實(shí)驗(yàn)堆計(jì)劃(ITER)為代表,直徑28米,最高磁場(chǎng)強(qiáng)度12-13T,建造成本達(dá)250億歐元,建設(shè)時(shí)間20-30年;以洪荒170和SPARC為代表的高溫超導(dǎo)托卡馬克,直徑7米-8米,最高磁場(chǎng)強(qiáng)度23T,建造成本5億-10億美元,建設(shè)時(shí)間3-4年。高溫超導(dǎo)材料的突破性應(yīng)用與
AI技術(shù)在等離子體控制領(lǐng)域的深度融合,提高了裝置的磁場(chǎng)強(qiáng)度與等離子體約束能力,促成了裝置尺寸的顯著縮?。ㄑb置尺寸與磁場(chǎng)強(qiáng)度的四次方成反比),進(jìn)而大幅降低了單個(gè)裝置的制造成本與建設(shè)周期,緊湊型托卡馬克應(yīng)運(yùn)而生,商業(yè)化核聚變公司加速興起。表:高溫超導(dǎo)材料和低溫超導(dǎo)材料特性對(duì)比項(xiàng)目低溫超導(dǎo)材料高溫超導(dǎo)材料NbTi/Nb3Sn等BSCCO/REBCO等所涉材料0-15T0-30T以上磁場(chǎng)強(qiáng)度磁體體積及重量較大磁體體積及重量較小磁體體積及重量需要在液氦環(huán)境(4.2K,即-269℃)下工作。由于氦氣是一種稀有資源,我國(guó)氦氣資源貧乏,目前主要依賴進(jìn)口,因此使用成本較高??稍谝旱h(huán)境(77K,即-196℃)下工作,而液氮資源豐富,制備
技術(shù)成熟,價(jià)格遠(yuǎn)低于液氦,在制冷成本及制冷能耗上具有明顯優(yōu)勢(shì)。成本磁共振成像、核磁共振波譜分析、可控
核聚變、超導(dǎo)磁
可控核聚變、超導(dǎo)電力、超導(dǎo)磁控單晶爐、超導(dǎo)感應(yīng)加熱控單晶爐等。
裝置等。主要應(yīng)用領(lǐng)域81.3可控核聚變的進(jìn)展如何?
多國(guó)積極推動(dòng)托卡馬克裝置相關(guān)技術(shù)發(fā)展。托卡馬克裝置方案由蘇聯(lián)庫(kù)爾恰托夫研究所的科學(xué)家阿齊莫維齊及其團(tuán)隊(duì)于20世紀(jì)50年代提出。自20世紀(jì)90年代起,在磁約束核聚變領(lǐng)域,美國(guó)的TFTR、歐盟的JET、日本的JT-60U三大托卡馬克均取得里程碑式的研究進(jìn)展。1984年,我國(guó)磁約束核聚變領(lǐng)域首個(gè)大科學(xué)裝置——中國(guó)環(huán)流器一號(hào)(HL-1)托卡馬克建成?!皣?guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆(ITER)計(jì)劃”七方30多個(gè)國(guó)家在法國(guó)南部共同建造一個(gè)世界上最大的托卡馬克型核聚變實(shí)驗(yàn)堆,以驗(yàn)證磁約束核聚變能利用的科學(xué)與工程技術(shù)可行性,將實(shí)現(xiàn)400s時(shí)間聚變功率增益大于10,在3000s的時(shí)間聚變功率增益大于5的可控核聚變。圖:TFTR裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖圖:ITER裝置剖面圖資料:潘垣等《國(guó)際熱核實(shí)驗(yàn)反應(yīng)堆計(jì)劃及其對(duì)中國(guó)核能發(fā)展戰(zhàn)略的影響》,華西證券研究所91.3可控核聚變的進(jìn)展如何?
海外多國(guó)加大聚變能源布局。2025年2月,美國(guó)HelionEnergy計(jì)劃在建造世界首座核聚變發(fā)電廠,預(yù)計(jì)在2028年開(kāi)始為微軟數(shù)據(jù)中心發(fā)電。
2025年6月,谷歌母公司Alphabet與聯(lián)邦聚變系統(tǒng)公司(CFS)簽署了200兆瓦核聚變電力采購(gòu)協(xié)議。同時(shí),英國(guó)、德國(guó)、俄羅斯等積極推動(dòng)聚變電站布局,多個(gè)項(xiàng)目預(yù)計(jì)在2030年代投運(yùn)。表:部分國(guó)家核能布局情況核能相關(guān)政策聚變能源布局?
美國(guó)華盛頓核聚變商業(yè)公司HelionEnergy計(jì)劃在華盛頓馬拉加建造世界首座核聚變發(fā)電廠,該發(fā)電廠容量為50MW,預(yù)計(jì)在2028年開(kāi)始為微軟數(shù)據(jù)中心發(fā)電。?
美國(guó)核聚變能源初創(chuàng)企業(yè)CFS計(jì)劃在弗吉尼亞州建造世界上第一座電網(wǎng)規(guī)模的核聚變發(fā)電廠,預(yù)計(jì)2030年代初投入運(yùn)營(yíng)。?
美國(guó)聚變能源開(kāi)發(fā)商TypeOneEnergy表示已成功完成對(duì)其采用仿星器技術(shù)的350MWe聚變?cè)囼?yàn)發(fā)電廠InfinityTwo的首次正式設(shè)計(jì)審查,最早可在2030年代中期為該地區(qū)提供補(bǔ)充性基載電力。?
2025年1月16日,美國(guó)能源部(DOE)為核聚變創(chuàng)新研究引擎(FIRE)合作組織提供1.07億美元,并與“里程碑計(jì)劃”8家企業(yè)達(dá)成協(xié)議撬動(dòng)了超過(guò)3.5億美元的私營(yíng)投資,支持進(jìn)一步創(chuàng)建聚變能創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)。?
2025年5月23日,美國(guó)總統(tǒng)特朗普簽署行政令,鼓勵(lì)在民用領(lǐng)域使用核能;特朗普計(jì)劃通過(guò)加快反應(yīng)堆的建設(shè)速度,實(shí)現(xiàn)未來(lái)25年內(nèi)將美國(guó)核能產(chǎn)量翻兩番的目標(biāo),即從目前的100GW提升至2050年的400GW。美國(guó)?
2023年初,英國(guó)原子能管理局啟動(dòng)新的慣性聚變研究裝置,目標(biāo)是本世紀(jì)30年代中期實(shí)現(xiàn)激光聚變商用示范。?
英國(guó)TokamakEnergy正建造新一代高場(chǎng)球形托卡馬克ST80-HTS(2026年建成);并計(jì)劃2030年代早期建成ST-E1聚變電廠,凈發(fā)電功率目標(biāo)約150-200MW。?
2025年6月10日,英國(guó)財(cái)政部與能源安全與凈零排放部集中宣布了一大批投資計(jì)劃,其中包括了將在未來(lái)五年內(nèi)向核聚變領(lǐng)域投資25億英鎊,用以推進(jìn)原型電廠——STEP計(jì)劃。英國(guó)德國(guó)?
德國(guó)自2023年9月起,計(jì)劃未來(lái)五年通過(guò)“聚變2040計(jì)劃”增加投入3.7億歐元(到2028年投入總額達(dá)到10億歐元),同步推進(jìn)磁約束和激光約束聚變技術(shù)路線開(kāi)發(fā)。?
德國(guó)ProximaFusion公司正在推進(jìn)示范裝置Alpha的研發(fā)計(jì)劃,預(yù)計(jì)2030年代目標(biāo)實(shí)現(xiàn)商業(yè)化聚變電站并網(wǎng)發(fā)電。?
俄政府設(shè)定的目標(biāo)是到2042年投運(yùn)38臺(tái)核電機(jī)組,新增總裝機(jī)容量29.3GW。計(jì)劃投運(yùn)的38臺(tái)機(jī)組中,有10臺(tái)為小型堆(SMR)機(jī)組,其中4臺(tái)部署于Baimsky小型堆工廠,將為金礦服務(wù)。隨著新核電裝機(jī)容量的加入,到2042年,預(yù)計(jì)核電在俄電力結(jié)構(gòu)中的占比將從18.9%上升至24%。?
2025年2月,俄羅斯聯(lián)邦政府會(huì)議審議通過(guò)了由聯(lián)邦環(huán)境、工業(yè)與核監(jiān)督局(Rostechnadzor)提交的《關(guān)于修改〈原子能利用法〉第3條》的聯(lián)邦法律草案。該法案旨在構(gòu)建聚變反應(yīng)堆及裝置的安全監(jiān)管體系,標(biāo)志著俄羅斯在聚變能研究領(lǐng)域邁出重要一步。俄羅斯101.3可控核聚變的進(jìn)展如何?
全球托卡馬克裝置布局高達(dá)79個(gè)。根據(jù)2025年7月24日IAEA網(wǎng)站統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,目前全球共有25個(gè)國(guó)家或機(jī)構(gòu)正在開(kāi)展托卡馬克規(guī)劃、建設(shè)和運(yùn)行,涉及的裝置數(shù)量高達(dá)79個(gè),其中57個(gè)裝置處于運(yùn)行狀態(tài),7個(gè)裝置處于建設(shè)中,另有15個(gè)裝置處于規(guī)劃建設(shè)階段。圖:全球托卡馬克裝置運(yùn)行、建設(shè)、規(guī)劃分布情況112
中國(guó)深度參與ITER計(jì)劃,聚變能快速發(fā)展122.1多國(guó)合作推進(jìn)ITER計(jì)劃表:ITER項(xiàng)目時(shí)間表
國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆(ITER)計(jì)劃是當(dāng)今世界最大的大科學(xué)工程國(guó)際科技合作計(jì)劃之一?!皣?guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆(ITER)計(jì)劃”,最早于1985年日內(nèi)瓦峰會(huì)上,由美、蘇、法三國(guó)領(lǐng)導(dǎo)人共同倡議提出,并于1988年由美、蘇、歐、日共同啟動(dòng)其概念設(shè)計(jì)。中國(guó)于2003年初參加ITER計(jì)劃,6月韓國(guó)加入,中、歐、日、韓、俄、美六方于2005年6月共同簽署了《ITER場(chǎng)址聯(lián)合宣言》,并將實(shí)驗(yàn)堆建設(shè)場(chǎng)址確定于法國(guó)卡達(dá)拉舍,同年底印度加入ITER計(jì)劃談判。2007年10月24日,ITER國(guó)際聚變能組織(簡(jiǎn)稱ITER組織)正式成立。據(jù)ITER官網(wǎng),該項(xiàng)目將于2034年開(kāi)始試運(yùn)行。時(shí)間具體進(jìn)展項(xiàng)目決定設(shè)在法國(guó)20052006簽署ITER協(xié)議2007ITER組織正式成立2007-20092008土地清理和平整開(kāi)始制造組件2010-20142012托卡馬克綜合設(shè)施的地面支撐結(jié)構(gòu)和抗震基礎(chǔ)核許可里程碑:ITER成為法國(guó)法律下的基礎(chǔ)核設(shè)施ITER工廠及輔助建筑物建設(shè)(熱室設(shè)施除外)開(kāi)始機(jī)器組裝2010-202420202023托卡馬克綜合設(shè)施土建工程竣工ITER理事會(huì)審查了更新后的
ITER提案;總體方案已獲批準(zhǔn)低溫恒溫器關(guān)閉202420332033-20342034綜合調(diào)試開(kāi)始試運(yùn)行2039氘氚反應(yīng)開(kāi)始運(yùn)行132.1多國(guó)合作推進(jìn)ITER計(jì)劃表:ITER主要參數(shù)
ITER計(jì)劃的目標(biāo):要建造一個(gè)可持續(xù)燃燒的托卡馬克聚變實(shí)驗(yàn)堆,以驗(yàn)證聚變反應(yīng)堆的工程可行性,聚變輸出功率可達(dá)1500兆瓦。部件主要關(guān)鍵參數(shù)重量數(shù)值2.3萬(wàn)噸1.5億℃500MW
ITER的科學(xué)目標(biāo):實(shí)現(xiàn)并驗(yàn)證在400s的時(shí)間內(nèi)能量增益大于10,
在3000s的時(shí)間內(nèi)能量增益大于5,聚變功率輸出500MW。托卡馬克(TOKAMAK)電磁體(magnet)等離子溫度聚變功率超導(dǎo)磁體重量存儲(chǔ)的磁能總量磁體溫度1萬(wàn)噸51GJ-269℃10萬(wàn)公里鈮錫(Nb3Sn)合金超導(dǎo)導(dǎo)線鋼制等離子室重量可容納等離子體積屏蔽包層模塊數(shù)量最大熱負(fù)荷8000噸真空容器(VacuumVessel)840m3440塊736MW包層
(Blanket)偏濾器
(Divertor)杜瓦
(cryostat)盒式組件數(shù)量所承受的最高熱通量不銹鋼重量54個(gè)20MW/㎡3800噸16000m3體積142.2中國(guó)深度參與ITER核心設(shè)備研發(fā)表:ITER項(xiàng)目中中國(guó)承擔(dān)的情況
中國(guó)深度參與ITER核心設(shè)備研發(fā),為我國(guó)自主發(fā)展聚變能源奠定基礎(chǔ)。我國(guó)于2008年6月簽署了第一個(gè)ITER計(jì)劃采購(gòu)安排協(xié)議,其后陸續(xù)簽署了18個(gè)采購(gòu)安排協(xié)議,涵蓋了ITER裝置幾乎所有關(guān)鍵部件的制造任務(wù),主要包括:磁體超導(dǎo)導(dǎo)體與校正場(chǎng)線圈、超導(dǎo)接頭、電源系統(tǒng)、第一壁和屏蔽包層、重力支撐構(gòu)件、氣體加料系統(tǒng)、輝光放電清洗系統(tǒng)以及X射線相機(jī)、中子注量監(jiān)測(cè)器和偏濾器朗繆爾探針為代表的先進(jìn)診斷系統(tǒng)等項(xiàng)目。這些項(xiàng)目涵蓋了
ITER制造中核心的超導(dǎo)磁體技術(shù)、中子屏蔽技術(shù)、交直流變流器和高壓設(shè)備技術(shù)等。通過(guò)參與ITER計(jì)劃,我國(guó)取得了一批國(guó)際領(lǐng)先水平的科研成果,為自主發(fā)展聚變能源奠定了深厚的基礎(chǔ)。設(shè)備名稱具體情況中國(guó)承擔(dān)部分主要用于支撐和固定該磁體系統(tǒng),需要承受嚴(yán)苛的交變電磁力和熱應(yīng)力,是反應(yīng)堆的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)部件,也是整個(gè)ITER系統(tǒng)中最先引進(jìn)入廠房和整體安裝的基礎(chǔ)性部件。磁體支撐100%主要用來(lái)補(bǔ)償線圈制造、接頭、引線及裝配誤差造成的縱場(chǎng)和極向場(chǎng)線圈繞組位形偏離所帶來(lái)的磁場(chǎng)誤差。校正場(chǎng)超導(dǎo)磁體系統(tǒng)100%環(huán)向場(chǎng)線圈導(dǎo)體極向場(chǎng)線圈導(dǎo)體負(fù)責(zé)產(chǎn)生環(huán)線磁場(chǎng)7.51%65%在等離子體的產(chǎn)生、上升、成形和平頂各個(gè)階段提供歐姆加熱和控制等離子體位形校正場(chǎng)線圈導(dǎo)體和磁體饋
為CC線圈和饋線系統(tǒng)的制造提供Cu啞導(dǎo)體和
Nb-100%100%線導(dǎo)體Ti基超導(dǎo)導(dǎo)體磁體饋線系統(tǒng)向ITER超導(dǎo)磁體提供電力與冷卻供應(yīng)及信號(hào)測(cè)量第一壁提供了包層系統(tǒng)與等離子體的界面并屏蔽等離子體運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的高熱負(fù)荷包層第一壁約10%包層屏蔽模塊主要起屏蔽中子的作用為磁體線圈供電50%極向場(chǎng)線圈交直流變流器電源約64%主要為托卡馬克裝置運(yùn)行中等離子體的產(chǎn)生、維持和加熱提供能源;以及與高壓電網(wǎng)間的能量傳輸、功率轉(zhuǎn)換和電磁兼容等高壓脈沖變電站100%152.3中國(guó)在核聚變領(lǐng)域取得卓越成就
我國(guó)核聚變研究機(jī)構(gòu)主要是核工業(yè)西南物理研究院和中國(guó)科學(xué)院等離子體物理研究所:?核工業(yè)西南物理研究院(以下簡(jiǎn)稱“西物院”),現(xiàn)隸屬于中國(guó)核工業(yè)集團(tuán)有限公司,其前身可追溯至1958年成立的黑龍江省原子核物理研究所。西物院是我國(guó)最早致力于可控核聚變和等離子體物理研究的專業(yè)科研院所,是核能“三步走”發(fā)展戰(zhàn)略(熱堆-快堆-聚變堆)中聚變堆研發(fā)的核心單位。西物院將磁約束可控核聚變作為主要方向,其最具代表性的是建成了以“中國(guó)環(huán)流器”系列為代表的三代磁約束聚變平臺(tái)(HL-1、HL1M、HL-2A、HL-2M/HL-3)。?中國(guó)科學(xué)院等離子體物理研究所(以下簡(jiǎn)稱“等離子體所”),成立于1978年9月,現(xiàn)隸屬于中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院。等離子體所主要從事高溫等離子體物理、磁約束核聚變工程技術(shù)及相關(guān)高技術(shù)研究。等離子體所先后已建成HT-6B、HT-6M、HT-7、EAST四個(gè)托卡馬克裝置,除此之外,等離子體所還參與建設(shè)了南昌大學(xué)球形托卡馬克裝置(NCST)、緊湊型聚變實(shí)驗(yàn)裝置(BEST)和聚變堆主機(jī)關(guān)鍵系統(tǒng)綜合研究設(shè)施(CRAFT)。圖:環(huán)流三號(hào)(HL-3)圖:EAST(東方超環(huán))162.4EAST
BEST,中國(guó)核聚變發(fā)展國(guó)際領(lǐng)先
EAST(東方超環(huán))是中國(guó)核聚變技術(shù)保持國(guó)際領(lǐng)先的標(biāo)簽。EAST項(xiàng)目于1998年批準(zhǔn)立項(xiàng),2000年10月開(kāi)工建設(shè)。2006年3月完成建造,并于2006年9月獲得初始等離子體。同國(guó)際上其他托卡馬克裝置相比,其獨(dú)有的非圓截面、全超導(dǎo)及主動(dòng)冷卻內(nèi)部結(jié)構(gòu)三大特性使其更有利于實(shí)現(xiàn)穩(wěn)態(tài)長(zhǎng)脈沖高參數(shù)運(yùn)行。2025年1月20日,EAST裝置成功實(shí)現(xiàn)了上億度1066秒穩(wěn)態(tài)長(zhǎng)脈沖高約束模等離子體運(yùn)行,再次創(chuàng)造了托卡馬克裝置高約束模運(yùn)行新的世界紀(jì)錄。億度千秒量級(jí)穩(wěn)態(tài)高約束模的實(shí)現(xiàn)充分驗(yàn)證了聚變堆高約束模穩(wěn)態(tài)運(yùn)行的可行性,對(duì)聚變堆的建設(shè)和運(yùn)行具有重大的意義。
BEST項(xiàng)目有望成為世界首個(gè)開(kāi)展氘氚穩(wěn)態(tài)燃燒的實(shí)驗(yàn)裝置。
2025年5月1日,合肥BEST(緊湊型聚變能實(shí)驗(yàn)裝置)項(xiàng)目啟動(dòng)了工程總裝,比預(yù)計(jì)時(shí)間提前2個(gè)月,項(xiàng)目將于2027年完工,有望成為世界首個(gè)開(kāi)展氘氚穩(wěn)態(tài)燃燒的實(shí)驗(yàn)裝置。根據(jù)每經(jīng)頭條公眾號(hào),EAST是一個(gè)等離子體物理實(shí)驗(yàn)裝置,核心是圍繞勞遜判據(jù)展開(kāi)研究;BEST項(xiàng)目的核心是要進(jìn)行氘氚反應(yīng),即實(shí)現(xiàn)Q>1(Q=聚變輸出能量/輸入能量)的穩(wěn)定功率輸出。圖:合肥科學(xué)島BEST工程總裝現(xiàn)場(chǎng)圖:BEST裝置截面圖172.5項(xiàng)目招標(biāo)加速
中科院等離子體物理研究所項(xiàng)目招標(biāo)加速。據(jù)中國(guó)科學(xué)院等離子體物理研究所官網(wǎng)的招中標(biāo)已披露信息統(tǒng)計(jì),今年3月以來(lái)項(xiàng)目招標(biāo)明顯加速。表:中國(guó)科學(xué)院等離子體物理研究所近期招中標(biāo)情況招標(biāo)日期2025/3/3項(xiàng)目名稱聚變點(diǎn)火裝置氫同位素滯留特性測(cè)試和分析二次招標(biāo)公告中壓高純氦氣純化器招標(biāo)公告TF磁體測(cè)試杜瓦及其附屬部件招標(biāo)公告電子束焊接平臺(tái)招標(biāo)公告120kv離子源引出系統(tǒng)電極項(xiàng)目招標(biāo)公告中標(biāo)方中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽萬(wàn)瑞冷電科技有限公司合肥聚能電物理高技術(shù)開(kāi)發(fā)有限公司中國(guó)航空制造技術(shù)研究院中國(guó)科學(xué)院金屬研究所中國(guó)科學(xué)院金屬研究所中國(guó)科學(xué)院金屬研究所無(wú)錫特萊姆氣體設(shè)備有限公司中標(biāo)金額(萬(wàn)元)3003599759505974904892025/3/122025/3/142025/3/142025/3/142025/3/142025/3/142025/3/172025/3/182025/3/202025/3/212025/3/25EAST-NBI離子源電極項(xiàng)目招標(biāo)公告EAST-NBI離子源等離子體電極項(xiàng)目招標(biāo)公告臥式真空絕熱冷箱容器及組件招標(biāo)公告高溫球床原位加載實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)項(xiàng)目招標(biāo)公告PF6線圈VPI生產(chǎn)平臺(tái)招標(biāo)公告BESTCSLTS線圈匝間絕緣自動(dòng)包繞設(shè)備招標(biāo)公告軟X射線前端電子學(xué)系統(tǒng)項(xiàng)目招標(biāo)公告(二次)安徽電氣集團(tuán)股份有限公司223上海源中信息科技有限公司合肥曦合超導(dǎo)科技有限公司無(wú)錫眾博深冷工程有限公司格瑞拓動(dòng)力股份有限公司河南中科清能科技有限公司合肥聚能電物理高技術(shù)開(kāi)發(fā)有限公司4249641713193180952025/3/25
BESTCS線圈繞制生產(chǎn)線招標(biāo)公告2025/3/26
CRAFT磁體平臺(tái)低溫?fù)Q熱器及雙金屬接頭招標(biāo)公告2025/3/26低溫綜合測(cè)試平臺(tái)壓縮機(jī)組及除油系統(tǒng)招標(biāo)公告2025/3/28
CRAFT低溫綜合測(cè)試平臺(tái)及透平測(cè)試?yán)湎湔袠?biāo)公告2025/3/282025/3/282025/3/282025/3/31合計(jì)CRAFT背場(chǎng)磁體電源成套爆炸開(kāi)關(guān)招標(biāo)公告可見(jiàn)/紅外相機(jī)診斷系統(tǒng)光路研制招標(biāo)公告TF線圈低溫測(cè)試支撐結(jié)構(gòu)招標(biāo)公告電源測(cè)試平臺(tái)控制系統(tǒng)招標(biāo)公告昆山市三維換熱器有限公司河北鷹眼智能科技有限公司2985429909182.5項(xiàng)目招標(biāo)加速表:中國(guó)科學(xué)院等離子體物理研究所近期招中標(biāo)情況(續(xù)表)招標(biāo)日期項(xiàng)目名稱中標(biāo)方中標(biāo)金額(萬(wàn)元)安泰科技股份有限公司-01包淮南新能源研究中心(牽頭)-02包南京富地瓏機(jī)械科技有限公司-03包合肥通用機(jī)械研究院有限公司30005161781772025/4/3上偏濾器靶板單元招標(biāo)公告2025/4/92025/4/9液態(tài)包層鋰鉛流動(dòng)傳熱實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)招標(biāo)公告水冷包層流動(dòng)不穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)段系統(tǒng)招標(biāo)公告中核武漢核電運(yùn)行技術(shù)股份有限公司1682025/4/102025/4/102025/4/112025/4/112025/4/15可見(jiàn)/紅外相機(jī)診斷系統(tǒng)光路研制更正(延期)公告高壓應(yīng)急功率變換單元及配套設(shè)備招標(biāo)公告河南許繼電力電子有限公司合肥曦合超導(dǎo)科技有限公司華控(蘇州)智能裝備有限公司超導(dǎo)中心合肥國(guó)際應(yīng)用12527445先進(jìn)仿星器三維高溫超導(dǎo)銅纜原型樣機(jī)線圈研制招標(biāo)公告高溫球床原位加載實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)項(xiàng)目招標(biāo)公告(二次)高溫超導(dǎo)3U下線圈用子纜制造招標(biāo)公告339099航天晨光股份有限公司-01包合肥科燁電物理設(shè)備制造有限公司-02包合肥國(guó)際應(yīng)用超導(dǎo)中心2025/4/16不銹鋼托盤(pán)制造招標(biāo)公告14146420012074092025/4/162025/4/182025/4/18高溫超導(dǎo)電纜招標(biāo)公告迫流冷卻儲(chǔ)能磁體雙回路低溫制冷系統(tǒng)招標(biāo)公告成都新連通低溫設(shè)備有限公司PF磁體終端箱&磁體支撐夾具&接頭夾具用不銹鋼零部件招標(biāo)公告
安徽電氣集團(tuán)股份有限公司2025/4/18
PF1~PF7終端箱&支撐夾具&接頭夾具用不銹鋼緊固件招標(biāo)公告合肥速宸工程科技有限公司2025/4/182025/4/28診斷屏蔽模塊蓋板焊接招標(biāo)公告BESTCSLTS線圈匝間絕緣自動(dòng)包繞設(shè)備二次招標(biāo)公告安徽電氣集團(tuán)股份有限公司4275817858浙江久立特材科技股份有限公司-01包邯鄲新興特種管材有限公司-02包安徽萬(wàn)瑞冷電科技有限公司2025/4/28不銹鋼鎧甲招標(biāo)公告2025/4/30CC磁體測(cè)試平臺(tái)終端閥箱系統(tǒng)及傳輸線招標(biāo)公告249合計(jì)17742192.5項(xiàng)目招標(biāo)加速表:中國(guó)科學(xué)院等離子體物理研究所近期招中標(biāo)情況(續(xù)表)招標(biāo)日期2025/5/92025/5/9項(xiàng)目名稱中標(biāo)方中標(biāo)金額(萬(wàn)元)背場(chǎng)磁體變流器招標(biāo)公告太赫茲固態(tài)頻率源招標(biāo)公告成都太瑞科技有限公司119560696410合肥科燁電物理設(shè)備制造有限公司合肥國(guó)際應(yīng)用超導(dǎo)中心-01包安徽電氣集團(tuán)股份有限公司-02包2025/5/122025/5/12PF2線圈繞制及接頭制造招標(biāo)公告BESTCS磁體LTSModule實(shí)驗(yàn)線圈制造招標(biāo)公告2025/5/132025/5/142025/5/152025/5/162025/5/162025/5/192025/5/202025/5/222025/5/282025/5/292025/5/292025/5/302025/5/302025/5/302025/5/302025/5/302025/5/302025/6/3診斷系統(tǒng)萬(wàn)級(jí)潔凈室招標(biāo)公告新增磁體測(cè)試傳輸線招標(biāo)公告PF磁體終端箱&磁體支撐夾具&接頭夾具用不銹鋼零部件二次招標(biāo)公告離子源絕緣支撐法蘭項(xiàng)目招標(biāo)公告診斷屏蔽模塊蓋板焊接二次招標(biāo)公告//////////////////////////////////////////太赫茲氣體激光器三次招標(biāo)公告A-B,I-J扇段真空室內(nèi)外電磁測(cè)量系統(tǒng)制造招標(biāo)公告高壓引弧及電磁集成電源系統(tǒng)招標(biāo)公告A-B,I-J扇段真空室內(nèi)外電磁測(cè)量系統(tǒng)制造更正(延期)公告新增磁體測(cè)試傳輸線更正(延期)公告A-B,I-J扇段真空室內(nèi)外光纖電流傳感器制造及安裝招標(biāo)公告高壓開(kāi)關(guān)柜項(xiàng)目招標(biāo)公告超導(dǎo)線圈測(cè)試電連接系統(tǒng)加工及安裝調(diào)試招標(biāo)公告裝置內(nèi)部部件改造B窗口限制器招標(biāo)公告裝置內(nèi)部部件改造內(nèi)部件拆除及安裝招標(biāo)公告裝置內(nèi)部部件改造偏濾器模塊組裝、安裝及測(cè)試招標(biāo)公告EAST內(nèi)部部件維護(hù)改造招標(biāo)公告背場(chǎng)磁體變流器二次招標(biāo)公告2025/6/32025/6/32025/6/5裝置內(nèi)部部件改造第一壁瓦片招標(biāo)公告導(dǎo)體成型設(shè)備項(xiàng)目招標(biāo)公告裝置內(nèi)部部件改造第一壁熱沉招標(biāo)公告202.6我國(guó)商業(yè)化聚變公司發(fā)展迅速
目前我國(guó)商業(yè)化核聚變公司主要包括能量奇點(diǎn)、星環(huán)聚能等。?能量奇點(diǎn):公司采用的是高溫超導(dǎo)馬克技術(shù)路線,按照“三步走”戰(zhàn)略推進(jìn)聚變布局:①建設(shè)“洪荒70”裝置。該裝置于2024年成功點(diǎn)亮等離子體,標(biāo)志著全球首臺(tái)全高溫超導(dǎo)托卡馬克裝置的工程可行性得到驗(yàn)證;②計(jì)劃在2027年建成“洪荒170”裝置,目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)氘氚等效能量增益大于10;③在2030年至2035年間,與核電業(yè)主合作,研發(fā)建設(shè)“洪荒380”高溫超導(dǎo)聚變發(fā)電工程實(shí)驗(yàn)堆,實(shí)現(xiàn)示范性聚變發(fā)電。?星環(huán)聚能:公司核心研發(fā)團(tuán)隊(duì)由清華大學(xué)工程物理系的專家組成,該團(tuán)隊(duì)在磁約束可控核聚變領(lǐng)域已有超過(guò)20年的研究積累,運(yùn)行了國(guó)內(nèi)首個(gè)球形托卡馬克SUNIST,放電次數(shù)超過(guò)10萬(wàn)次。在高溫超導(dǎo)磁體方面,公司成功研制了18特斯拉高場(chǎng)D形高溫超導(dǎo)磁體原理樣機(jī)和SH-150亥姆霍茲高溫超導(dǎo)磁體開(kāi)發(fā)測(cè)試平臺(tái)。公司計(jì)劃在2027年底或2028年初開(kāi)始建設(shè)商業(yè)示范堆,并預(yù)計(jì)在2030年左右實(shí)現(xiàn)可輸出電能的聚變反應(yīng)堆。圖:洪荒“70”示意圖圖:SUNIST-2示意圖213
國(guó)內(nèi)企業(yè)積極布局聚變產(chǎn)業(yè)223.1可控核聚變產(chǎn)業(yè)鏈
可控核聚變產(chǎn)業(yè)鏈的上游主要為各類原材料,包括超導(dǎo)磁體材料、金屬鎢、鉭等稀有金屬、特種鋼材、氘和氚等燃料等。中游主要為各類設(shè)備以及反應(yīng)堆工程建設(shè),以最常見(jiàn)的托卡馬克核聚變實(shí)驗(yàn)裝置為例,相關(guān)設(shè)備包括磁體系統(tǒng)、真空系統(tǒng)(包括偏濾器、第一壁)、加熱與電流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)等核聚變主機(jī)設(shè)備以及壓力容器、蒸汽發(fā)生器、汽輪機(jī)、各類泵閥等其他設(shè)備。下游主要為核電站運(yùn)營(yíng),用于科研及發(fā)電。圖:可控核聚變產(chǎn)業(yè)鏈233.2托卡馬克裝置成本拆分
托卡馬克組件主要包括磁體+三大件(真空室、冷屏、杜瓦):?磁體:磁體在托卡馬克裝置中起著至關(guān)重要的作用,其核心功能是通過(guò)產(chǎn)生強(qiáng)大的磁場(chǎng)來(lái)約束和控制高溫等離子體,使其在裝置內(nèi)穩(wěn)定運(yùn)行,從而實(shí)現(xiàn)可控核聚變反應(yīng)。在低溫超導(dǎo)托卡馬克裝置中,以ITER項(xiàng)目為例,磁體系統(tǒng)成本占比約28%;在高溫超導(dǎo)托卡馬克裝置中,據(jù)界面新聞,磁體系統(tǒng)成本占比約40-50%。?三大件:①真空室:是超高真空壓力容器,為等離子體放電提供高質(zhì)量的真空環(huán)境。②冷屏:內(nèi)外冷屏系統(tǒng)是超導(dǎo)磁體主機(jī)的一個(gè)重要組件,主要作用是減少來(lái)自真空室和外真空杜瓦的輻射熱以及支撐的傳導(dǎo)熱等各項(xiàng)熱負(fù)荷。③杜瓦:外真空杜瓦主要為極向場(chǎng)、縱場(chǎng)真空室等部件提供真空環(huán)境,并隔斷外部環(huán)境對(duì)這幾個(gè)大部件所產(chǎn)生的熱交換,同時(shí)它將承受裝置大部件所施加的載荷。杜瓦是主機(jī)部分的最外一層,它將內(nèi)部其他組件密封在一個(gè)真空的環(huán)境之中。
以ITER實(shí)驗(yàn)堆為例,成本拆分如下:電磁體、真空容器、容器內(nèi)部件的成本占比分別為28%、8%、17%;電源供應(yīng)、其他輔助系統(tǒng)、儀器儀表和控制、低溫裝置和冷卻水系統(tǒng)、建筑成本的成本占比分別為8%、7%、6%、5%、14%。圖:EAST內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖圖:ITER項(xiàng)目成本拆分其他輔助系統(tǒng),7%儀器儀表和控制,6%電源供應(yīng),8%低溫裝置和冷卻水系統(tǒng),5%容器內(nèi)部件,17%建筑成本,14%真空容器,8%電磁體,28%資料:《Superconductorsforfusion:aroadmap》,華西證券研究243.3國(guó)內(nèi)企業(yè)布局情況
基于ITER項(xiàng)目技術(shù)積累,國(guó)內(nèi)聚變相關(guān)項(xiàng)目加快推進(jìn),國(guó)內(nèi)企業(yè)積極加大聚變布局,部分企業(yè)已實(shí)現(xiàn)為國(guó)內(nèi)外主要聚變項(xiàng)目配套供應(yīng)。我們認(rèn)為后續(xù)隨著國(guó)內(nèi)外主要聚變裝置落地加速,技術(shù)領(lǐng)先&有供應(yīng)核心部件/材料積累企業(yè)的獲單能力強(qiáng),有望率先受益。表:部分上市公司聚變相關(guān)布局情況上市公司聚變相關(guān)布局據(jù)公司250516投資者關(guān)系活動(dòng)記錄表,公司為“ITER”裝置偏濾器、第一壁等部件配套,已成功為“EAST”、“HL”系列等配套關(guān)鍵專用部件與設(shè)備,并正在積極跟“BEST“、“HL-3”、“Z箍縮混合堆”等國(guó)內(nèi)重大核聚變項(xiàng)目與裝置的部件配套與燃料相關(guān)系統(tǒng)搭建,目前進(jìn)展較順利。國(guó)光電氣聯(lián)創(chuàng)光電合鍛智能據(jù)公司250520投資者關(guān)系活動(dòng)記錄表,子公司聯(lián)創(chuàng)超導(dǎo)先后完成了REBCO集束纜線及高溫超導(dǎo)磁體的設(shè)計(jì),于2023年8月完成了國(guó)際首根百米級(jí)大電流高溫超導(dǎo)纜線的研制,于2024年4月成功應(yīng)用于D型超導(dǎo)線圈的研制,具備了為緊湊型聚變堆提供大口徑高場(chǎng)磁體的能力,并于2025年1月完成國(guó)內(nèi)首個(gè)基于高溫超導(dǎo)纜線的D型線圈20K溫區(qū)低溫實(shí)驗(yàn)。據(jù)公司250603投資者關(guān)系活動(dòng)記錄表,公司聚焦聚變堆核心部件制造領(lǐng)域,自2021年開(kāi)始參與聚變堆真空室制造工藝開(kāi)發(fā)及預(yù)研工作,在聚變堆核心部件制造領(lǐng)域取得突破性進(jìn)展;2024年,公司中標(biāo)聚變新能(安徽)有限公司發(fā)包的BEST真空室項(xiàng)目#1-4段,總項(xiàng)目中標(biāo)金額2.09億。據(jù)公司250702投資者關(guān)系活動(dòng)記錄表,公司
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無(wú)特殊說(shuō)明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請(qǐng)下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請(qǐng)聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁(yè)內(nèi)容里面會(huì)有圖紙預(yù)覽,若沒(méi)有圖紙預(yù)覽就沒(méi)有圖紙。
- 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
- 5. 人人文庫(kù)網(wǎng)僅提供信息存儲(chǔ)空間,僅對(duì)用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對(duì)用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對(duì)任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
- 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請(qǐng)與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對(duì)自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 2026年中共連城縣委黨校關(guān)于公開(kāi)選拔工作人員的備考題庫(kù)及答案詳解一套
- 餐廳工作安全培訓(xùn)計(jì)劃課件
- 餐廳員工安全管理培訓(xùn)課件
- 餐廳前廳安全培訓(xùn)內(nèi)容課件
- 小學(xué)數(shù)學(xué)分層輔導(dǎo)方案與評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)
- 統(tǒng)編版六年級(jí)語(yǔ)文閱讀訓(xùn)練資料
- 幼教心理健康干預(yù)方案實(shí)例
- 工貿(mào)企業(yè)?;沸孤?yīng)急響應(yīng)與處置能力考核(2024年9月)
- XX車間生產(chǎn)線消防安全知識(shí)及滅火器使用考核(2024年3月)
- 工貿(mào)企業(yè)新員工火災(zāi)預(yù)防與應(yīng)急疏散考核(2024年11月)
- 2026年寧夏賀蘭工業(yè)園區(qū)管委會(huì)工作人員社會(huì)化公開(kāi)招聘?jìng)淇碱}庫(kù)附答案詳解
- 盤(pán)州市教育局機(jī)關(guān)所屬事業(yè)單位2025年公開(kāi)考調(diào)工作人員備考題庫(kù)完整答案詳解
- 2025-2026四年級(jí)上科學(xué)期末檢測(cè)試題
- 遼寧省鞍山市2025-2026學(xué)年八年級(jí)上學(xué)期1月期末語(yǔ)文試卷
- 班級(jí)演唱會(huì)課件
- 2025馬年元旦新春晚會(huì)活動(dòng)策劃
- 交警新警執(zhí)法培訓(xùn)
- 急性毒性測(cè)試:類器官芯片的快速響應(yīng)
- 骨科護(hù)理標(biāo)準(zhǔn)操作流程手冊(cè)
- 產(chǎn)品推廣專員培訓(xùn)
- DB65T 3119-2022 建筑消防設(shè)施管理規(guī)范
評(píng)論
0/150
提交評(píng)論