来源 :中国能建2024-06-06
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。”
中国能建广东院是中国核电领域起步最早的勘察设计企业之一。1978年，参与中国大陆首座大型商用核电站前期研究和勘察设计。主编2013年发布的中国首部核电站工程测量、常规岛设计国家标准，具备各个容量等级、各类型反应堆核电机组工程的勘察、常规岛及其辅助厂房的设计、咨询能力。
广东院参与勘察设计的世界上单机容量最大核电站
2019年，广东院便组建了核聚变技术团队，开展热核聚变发电厂相关前期研究和技术储备工作。
2021年，中国能建首次以“揭榜挂帅”的方式设立重点科技研发项目，广东院成为了“热核聚变发电岛概念设计”“深远海海上风电关键技术”“CCUS碳捕捉封存利用新技术开发”“建筑与能源融合关键技术”等课题的揭榜单位，牵头负责相关技术研发创新工作。
2024年5月30日，广东院主办的能源科学技术核心期刊《南方能源建设》2024年第11卷第3期“受控核聚变工程技术专刊”正式出版，收录了来自全国核聚变高校、科研院所和企业的科学家和工程师的17篇高水平论文，系统介绍中国核聚变技术领域最新研究成果。
中国能建深入践行“四个革命，一个合作”能源安全新战略，亲历并见证了我国核电事业的发展与壮大，参与了所有在运核电站建设，承担了52台在运核电常规岛设计，占94.55%，在核电领域荣获2项国家科技进步奖特等奖。