E帶動中國制造

在這些采購包任務研發進展中,低溫超導線材被視為結晶中的翹楚。ITER裝置采用環向場導體低溫超導股線,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,約為頭發絲直徑的十分之一。

負責低溫超導材料研發的是西部超導材料科技股份有限公司(簡稱“西部超導”)。2003年成立不久,西部超導即承擔了國家級超導材料研發任務。

據《城市經濟導報》報道,在中國正式加入ITER計劃后,西部超導生產的NbTi、Nb3Sn相關導體短樣先后成功通過了Sultan實驗室的認證測試。此后得到了法國ALSTOM公司的合作支持,完善批量化生產質量控制體系,同時,開發了導體結構設計、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鍵技術,獲得了自主知識產權的ITER用NbTi/Cu超導線材制備技術并實現批量化生產。

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

同樣是涉核設施,IITER裝置的研發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,三臺大型設備專門服務于ITER項目。除了大型設備的投入,團隊還依托本項目研制了一些專用的設施和工具。

包層屏蔽模塊是ITER核聚變反應堆中最關鍵的部件之一,用于屏蔽聚變反應中的中子流。表面上看,包層屏蔽模塊并不奇特,但在模塊內部,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苛,只能一次成功。我們為此專門研制了各自由度無級可調打孔的工具,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包層屏蔽模塊攻關組為此開發了專用的窄縫設備。

“大型設備選型、開發小型專有設施、加工方法、理念……可以說,我們通過ITER項目積累了很多經驗。”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。這些經驗,對非ITER計劃設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揮了相當作用。當外國專家、相關企業代表參觀東方重機ITER相關產品和車間時,發現東方重機已經取得歐洲核設備制造相關認證資質。

“因為ITER包層屏蔽模塊制造標準是按照歐洲標準。為了配合項目,我們的焊工資質、無損監測資質按EN標準取得了相關資質證書。”劉遠彬介紹。

這為核電設備“走出去”創造了技術條件。

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

目前,ITER計劃中方采購包任務實施涉及40家重要的一級和二級供應商,分布在17個省份,其中負責加工制造的供應商26家,運輸質量管理等配套服務類的供應商14家,如果從供應鏈角度分析,參加ITER計劃的中方相關單位超過百家。

根據中國ITER執行中心開展的ITER宏觀經濟效應調研分析結果,ITER計劃執行為中國聚變工程的技術提升與產業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采購包任務的產業化進程,逐步構建了比較穩定和有序的研究院所與企業之間上下合作關系,從而為相關產業研發能力和制造水平的提升創造了條件。”中心主任羅德隆介紹。