新突破!中国能建“人造太阳”

发布时间:2024-06-07    来源:中国能建   关键词:中国能建,热核聚变,实验堆

日前,中国能建重点研发项目热核聚变发电岛概念设计研究顺利通过专家结题评审,该研究项目由中国能建广东院牵头、中国能建东北院、华东院和中国科学院等离子物理研究所共同参与,是在中国自主设计研发的热核聚变实验堆基础上,在工程应用领域展开的一次重要探索与尝试具有开创性意义。

人造太阳影响最深远的国际大科学工程。

热核聚变是一种核反应的形式,即氢原子核(氘和氚)结合成较重的原子核(氦)时放出巨大能量的过程。如能使热核反应约束在一定区域内,根据人们的意图有控制地产生和进行,即可实现受控热核反应。

氘氚聚变示意图

太阳产生能量的过程,其实就是热核聚变的过程,因此,国际热核聚变实验堆项目又被形象地称为人造太阳。该实验堆项目一旦成功,人类将有望获得最清洁且取之不尽的能源。

目前,中国以开发聚变能源为目标,采用超导托卡马克技术路线。按照计划,中国将于2035年建成中国聚变工程实验堆CFETR ( China Fusion Engineering Test Reactor),调试运行并开展物理实验,到2050年开始建设商业聚变示范电站。因此,现阶段对热核聚变发电开展前期技术探索,具有十分重要的前瞻性意义。

创新先行 探索热核聚变发电厂概念设计

2021年底,中国能建热核聚变发电岛概念设计研究项目正式立项,主要探索热核聚变输出与发电机组输入之间的匹配问题,以及热核聚变不同设计参数下常规岛发电技术方案的可行性。

发电机组需要持续稳定的能量输入,而CFETR聚变堆的能量输出具有周期性间断、热功率断崖式变化等特点,这是设计核聚变发电厂必须解决的难题。

储能岛概念图

课题组通过深入开展一系列关键技术研究,提出了采用储能缓冲系统(储能岛)来解决核聚变输出与发电机组输入之间的匹配问题,使热核聚变一回路能量通过削峰填谷的方式实现稳定输出。同时,课题组还结合储能岛特点,进一步研究了常规岛发电机组选型、参数匹配和辅助系统配置等问题,形成了一套可行、安全、经济的热核聚变发电常规岛技术方案。

评审专家组对项目成果给予高度评价:项目结合中国自主化聚变堆CFETR能量输出特性和设计特点,提出通过储能缓冲系统稳定核聚变能量输出的解决方案,为稳定发电、供热创造条件。同时,针对储能形式、储能介质、运行模式、系统设计和设备选型等内容进行研究探讨和经济性评估,提出了一套经济可行的热核聚变发电、供热常规岛技术解决方案,为未来核聚变工程应用奠定基础。

资讯来源:中国能建

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