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7月28日，國際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆（ITER）計(jì)劃重大工程安裝啟動(dòng)儀式7月28日在法國該組織總部舉行。國家主席習(xí)近平致賀信。

習(xí)近平指出，科學(xué)無國界，創(chuàng)新無止境。國際科技合作對于應(yīng)對人類面臨的全球性挑戰(zhàn)具有重要意義。國際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆計(jì)劃承載著人類和平利用核聚變能的美好愿望，計(jì)劃實(shí)施以來，中方始終恪守國際承諾，中國企業(yè)和科研人員勇挑重?fù)?dān)，與國際同行齊心協(xié)力，為計(jì)劃的順利推進(jìn)貢獻(xiàn)了中國智慧和中國力量。十多年來的積極探索和實(shí)踐充分證明，開放交流是探索科學(xué)前沿的關(guān)鍵路徑。

習(xí)近平強(qiáng)調(diào)，當(dāng)前，全球正面臨新冠肺炎疫情帶來的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，人類比以往任何時(shí)候都更需要攜手前行、共克時(shí)艱。中方愿繼續(xù)同各方加強(qiáng)科研交流合作，合力突破重大關(guān)鍵科學(xué)和技術(shù)，推進(jìn)全球科技創(chuàng)新，為增進(jìn)各國人民福祉、實(shí)現(xiàn)全球可持續(xù)發(fā)展不斷作出新貢獻(xiàn)。

PART 01 科普時(shí)間

關(guān)于“人造太陽”，你想知道的都在這里

什么是“人造太陽”？

“人造太陽”是可控核聚變裝置的俗稱，又名 TOKAMAK（托卡馬克）。開發(fā)聚變能源是全球核聚變?nèi)艘淮恿Ρ寂?，致力于照亮人類未來的終極能源夢想。國際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆計(jì)劃是當(dāng)今世界規(guī)模最大、影響最深遠(yuǎn)的國際大科學(xué)工程，我國于2006年正式簽約加入該計(jì)劃。

看名字就知道，它本質(zhì)就是個(gè)核反應(yīng)堆。但為什么能夠叫做“人造太陽”呢？那是因?yàn)?，太陽產(chǎn)生能量是通過核聚變的方式。而 ITER 的“人造太陽”產(chǎn)生能量，原理正是模仿太陽核聚變的過程。所以從這個(gè)角度看，太陽和“人造太陽”，本質(zhì)是一樣的。

可能有好奇寶寶會(huì)提問，咱們?nèi)祟惒皇窃缇桶押穗娬窘ǔ鰜砹藛?，這個(gè)人造太陽有什么不同？稍微科普一下啦，它們本質(zhì)上就不是同一個(gè)東西：

核裂變 → 現(xiàn)有的核電站

核聚變 → 太陽、“人造太陽”

現(xiàn)在的核電站，都是利用核裂變的原理來產(chǎn)生能量。但常見的核裂變反應(yīng)原料，比如說鈾235，地球上的儲(chǔ)量非常稀少。并且，核裂變還會(huì)產(chǎn)生放射性的污染物。萬一操作不當(dāng)，切爾諾貝利、福島核電站的慘況，咱們?nèi)詺v歷在目。而核聚變就很不一樣了，例如氘和氚的核聚變反應(yīng)，原料能夠直接從海水中提取。核聚變最關(guān)鍵還是安全，只要結(jié)束對核的約束，反應(yīng)立即停止。用一個(gè)詞來概括，那就是可控。與此同時(shí)，核聚變的核廢料污染還極小，甚至連碳排放都幾乎沒有……

這么一對比，“人造太陽”的優(yōu)勢就很明顯啦。既然大家都知道，核聚變比核裂變要好，為什么不一開始就去研究核聚變呢？原因是：

“人造太陽”的條件很嚴(yán)苛

核聚變什么都好，唯一的缺點(diǎn)是，反應(yīng)所需要的環(huán)境條件很苛刻：

超高壓、超高溫

天上的太陽，需要 2000 億個(gè)大氣壓的壓力，還有 1500 萬度的溫度，才能把氫原子聚變成氦原子。但在地球上，這條件，想都別想。于是科學(xué)家另辟蹊徑，地球搞不了超高壓力，咱們先把溫度搞上去。維基百科說，ITER 的“人造太陽”，最佳反應(yīng)速率是在發(fā)生在大約在 100000000K 的溫度下。換算成咱們常見的攝氏度，那就是接近 1 億攝氏度。

這就是為什么“人造太陽”的研究舉步維艱。

So，在這個(gè)背景下，ITER 成立了，希望造出一個(gè)東西滿足上面說到的條件，于是“人造太陽”的想法出現(xiàn)。

這堪稱人類現(xiàn)代奇跡的工程，咱們國家也是其中一個(gè)成員國。整個(gè)“人造太陽”，足足有 100 多萬個(gè)部件，它們由各個(gè)成員國研發(fā)、制造，最后才組裝起來。不夸張的說，就是現(xiàn)代的一次壯舉。

為什么要建人造太陽？

給大家看兩個(gè)數(shù)據(jù)：

ITER 項(xiàng)目的核電站將產(chǎn)生大約 500 兆瓦的熱能。如果持續(xù)運(yùn)行并接入電網(wǎng)，產(chǎn)生的能量將轉(zhuǎn)化為大約 200 兆瓦的電能，足夠 20 萬戶家庭使用。

商業(yè)核聚變電站可能采用稍大一點(diǎn)的等離子體室，一座電站可以提供的電力相當(dāng)于 ITER 的 10 到 15 倍。一座 2000 兆瓦的核聚變電站可以為 200 萬戶家庭供電。

第一個(gè)是這次“人造太陽”的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，第二個(gè)是如果實(shí)驗(yàn)成功，未來核聚變電站商業(yè)化后，一座電站就能滿足 200 萬戶家庭供電。

PART 02 西電貢獻(xiàn)

為“人造太陽”貢獻(xiàn)中國智慧和中國力量

中國西電集團(tuán)承擔(dān)了“人造太陽”項(xiàng)目14臺(tái)整流變壓器、14組GW4-72.5隔離開關(guān)、42臺(tái)66kV避雷器產(chǎn)品的研制安裝任務(wù)，集團(tuán)公司上下高度重視“人造太陽”項(xiàng)目，從2012年接到項(xiàng)目訂單開始，就統(tǒng)籌安排、精心組織該項(xiàng)目產(chǎn)品的研制工作，并高質(zhì)量履約。

▲中國西電集團(tuán)研制的部分整流變壓器產(chǎn)品完成現(xiàn)場安裝

ITER項(xiàng)目用整流變壓器對技術(shù)水平、生產(chǎn)環(huán)境、工藝設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的要求非常高，需要頻繁承受短時(shí)過負(fù)載運(yùn)行工況的要求；閥側(cè)采用大電流非同相逆并聯(lián)的出線結(jié)構(gòu)；冷卻介質(zhì)第一次選用高燃點(diǎn)、高粘度、環(huán)保無害、低噪音、100%可回收再利用的硅酮變壓器油；同時(shí)還要連同外接封閉母線、極向場變流器共同承受額定負(fù)載下的溫升試驗(yàn)、動(dòng)熱穩(wěn)定試驗(yàn)等。為此，集團(tuán)公司所屬西電西變在已有成熟的整流變壓器設(shè)計(jì)制造技術(shù)的基礎(chǔ)上，整合技術(shù)、制造、質(zhì)量控制、產(chǎn)品試驗(yàn)等方面的優(yōu)質(zhì)資源，進(jìn)行科研攻關(guān)、自主創(chuàng)新，精益求精、精心打造，最終研制成功14臺(tái)ITER項(xiàng)目極向場整流變壓器。其主要用途就是將66kV網(wǎng)側(cè)進(jìn)線電壓，轉(zhuǎn)變?yōu)?.05kV的閥側(cè)電壓輸送給變流器，與其共同完成熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆極向場電源電壓的交、直流轉(zhuǎn)換。自2016年以來，中國西電集團(tuán)共分5批次將這14臺(tái)整流變壓器陸續(xù)發(fā)往法國南部，先后共派出現(xiàn)場安裝人員8人次，目前有2人在法國南部現(xiàn)場進(jìn)行安裝工作，預(yù)計(jì)2020年底現(xiàn)場安裝工作全部結(jié)束。

▲中國西電集團(tuán)研制的隔離開關(guān)產(chǎn)品

ITER項(xiàng)目用GW4-72.5型隔離開關(guān)是雙柱水平開啟式戶外高壓電器,用于額定電壓72.5kV的電力系統(tǒng)中，供高壓線路有電壓無載荷換接以及對被檢修的高壓母線、斷路器等電器設(shè)備與帶電高壓線路之電器隔離用，該產(chǎn)品采用雙柱水平旋轉(zhuǎn)式結(jié)構(gòu)和高強(qiáng)度的底架和絕緣子，結(jié)構(gòu)合理，可靠性高；同時(shí)采用了U形觸頭，保證了產(chǎn)品的通流能力。由于該產(chǎn)品是首次應(yīng)用在核電項(xiàng)目中，集團(tuán)公司所屬西開有限高度重視，從工程提圖確認(rèn)、技術(shù)投入、生產(chǎn)成套、出產(chǎn)試驗(yàn)等環(huán)節(jié)指定專人負(fù)責(zé)，多次組織項(xiàng)目評審會(huì)和技術(shù)評審會(huì)，在原有產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，根據(jù)國外標(biāo)準(zhǔn)及應(yīng)用場景，增加鋼支架高度、優(yōu)化包裝運(yùn)輸方案，并按照客戶要求，按時(shí)完成所有產(chǎn)品的研制任務(wù)。目前，前十三組產(chǎn)品已經(jīng)抵達(dá)用戶現(xiàn)場，并根據(jù)現(xiàn)場進(jìn)度做了安裝準(zhǔn)備工作。中國西電集團(tuán)將全力克服任務(wù)重、工期緊、疫情影響的多重壓力，派出經(jīng)驗(yàn)豐富、技術(shù)過硬的技術(shù)人員前往現(xiàn)場進(jìn)行技術(shù)指導(dǎo)和服務(wù)工作。

ITER項(xiàng)目用66kV避雷器由避雷器元件、上下連接金具及計(jì)數(shù)器等組成，考慮到產(chǎn)品的安裝、運(yùn)輸及現(xiàn)場環(huán)境等諸多因素，為提高避雷器的機(jī)械性能和電氣性能，保證產(chǎn)品使用的可靠性，集團(tuán)公司所屬西電避雷器采用110kV避雷器產(chǎn)品結(jié)構(gòu)組裝為66kV避雷器。避雷器避雷器元件由具有優(yōu)良伏安特性氧化鋅電阻片串并聯(lián)組裝并通過彈簧壓緊封裝在外套內(nèi)，避雷器帶有壓力釋放裝置，當(dāng)避雷器內(nèi)部發(fā)生短路故障時(shí)，能可靠釋放內(nèi)部壓力。外套采用大小傘防污結(jié)構(gòu)，具有良好的防污性能。避雷器選用具有非線性伏安特性、良好的老化特性、大電流能力的氧化鋅閥片，在持續(xù)運(yùn)行電壓下避雷器具有極高的電阻；在過電壓作用下，避雷器呈低阻性，其端子間電壓被限制允許的范圍內(nèi)，從而可靠地保護(hù)設(shè)備免受過電壓破壞。中國西電集團(tuán)將于9月初派專業(yè)人員前往法國現(xiàn)場指導(dǎo)安裝。

中國西電集團(tuán)將勇于擔(dān)當(dāng)，與國際工程建設(shè)者齊心協(xié)力，堅(jiān)定信心、攻堅(jiān)克難，保質(zhì)保量完成任務(wù)，為“人造太陽”順利推進(jìn)貢獻(xiàn)中國智慧和中國力量。