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资本 | 上海核电产业“加速快走”,加速攻关高温超导托卡马克装备

3月7日,上海市经信委、市发改委等部门印发《上海核电产业高质量发展行动方案(2024-2027年)》。

行动方案提出,到2027年,上海核电产业规模达600亿元,核电产业基础高级化和产业链现代化水平显著提升,科技创新有力支撑产业高质量发展,基本建成世界级核电产业中心,打响“上海核电”品牌。

核能技术创新中心方面,突破一批三代核电关键技术,进一步提升三代核电经济性和安全性,先进小型堆实现工程化,四代堆研发保持国际领先水平,建成10个国家级核电产业技术创新平台,成为中国核电原创技术重要策源地。

上海核电产业正在加速快走,除了以上政策的支持,背后还有何原因加速核电产业的发展进程呢?

上海:我国核电肇兴之地

在核电领域,上海的发展较为领先,产业优势明显。

从自主设计研发我国大陆第一座核电站(728工程),到自主设计研发我国第一个出口的核电站;从技术支持我国第一座重水堆核电站建设,到肩负我国“三代核电自主化”引进消化吸收再创新的重任……扎根上海的核电企业,贡献了举足轻重的力量。

上海是我国核电的肇兴之地。到目前为止,上海发展并拥有了国内最完整、综合实力最强的核电产业链,涵盖近200家核能相关企业。这意味着,上海具有十分深厚的核科普底蕴。 

当前,在上海,核电领域有上海电气、上海阀门厂、上海良工、上海核工院、申能股份,以及上海起重等多家重点公司。

其中,上海电气是国内核电设备产业链最完整、设备集成能力最强的核电装备制造集团,且承接了多个重点项目,是上海核电产业的代表性企业。

上海电气拥有全球规模最大的世界级核电装备制造基地,其制造技术全面覆盖国内已有的核电技术路线,承接的主设备订单覆盖国内所有在建核电厂,国内综合市场占有率持续居于领先地位。

从装备制造领域上看,上海正以上海电气为龙头,打造核电主设备制造基地。目前,上海制造的核岛主设备占到国内市场约40%,常规岛主设备占到国内市场约30%。 

对于“第三代核电技术”,上海电气已完全实现自主可控,其“国和一号”(CAP1400)设备研制完成,从设备到锻件材料,再到管道焊接材料等,均实现100%整机国产化。

自主可控下,未来第三代核电技术小型化是研究方向。目前由中核集团研发的“玲龙一号”,已实现小型模块化压水反应堆,除小型模块化反应堆外,第四代核能系统以及聚变堆,等均是先进核能技术研发的焦点。

上海:走向核电产业的前沿

可控核聚变是理想的终极能源,上海又怎会不提前布局。

当前可控核聚变技术路线主要有三种,包括重力场约束核聚变、激光惯性约束核聚变和磁约束核聚变。其中,磁约束核聚变目前研究的装置包括托卡马克、仿星器、反向场箍缩及磁镜等。

目前全球范围内的托卡马克装置,基本以“秒”来计算运行。但如果要商业化,必须24小时运行,要实现这一目标,超导磁体是必由之路,只是要考虑低温超导和高温超导材料的选择。

2021年9月,美国CFS公司(以MIT美国麻省理工学院为核心团队)采用高温超导材料制成创纪录的磁体,可实现20特斯拉的磁场强度。在此背景下,采用“高温超导”技术路线的紧凑型聚变堆方案诞生,并有望在10年左右实现聚变发电。 

上海超导作为美国CFS公司的核心供应商,上海交大高温超导团队正是上海超导公司的技术核心。负责人金之俭教授表示,“相比上海超导,创立的翌曦科技更聚焦在聚变强场磁体上,并进一步拓展高温超导的诸多应用。”

当前,上海已走到了产业的前沿。2023年8月15日,据能量奇点能源科技(上海)有限公司官微消息,洪荒70高温超导托卡马克装置总体安装正式启动,计划于2023年底建成运行。这也将是全球第一个全高温超导核聚变实验装置。

当前,能量奇点正在研发适用于下一代强磁场托卡马克装置的核心部件——经天磁体。而“经天磁体”也是以高温超导材料为基础,研究的一种大孔径高场强环向场(TF)线圈。 

此外,除上海超导、翌曦科技、能量奇点外,上海电缆研究所也是国内二代高温超导开发与应用方面的领先单位。

在其他技术路线探索方面,中科院、上海交大、上科大等在双锥对撞惯性约束激光核聚变、磁—惯性约束核聚变研究领域,也取得了新进展。

上海,正在走向核电产业的前沿。

小结:

随着全球第一个全高温超导核聚变实验装置也已建成,上海印发《上海核电产业高质量发展行动方案(2024-2027年)》,开始“加速快走”,加速攻关高温超导托卡马克装备。未来,上海核电产业的发展,前景也将格外明朗。

参考:

上海核电产业“加速快走”

全球首个!中国公司将建成全高温超导核聚变实验装置

上海:到2027年,建成10个国家级核电产业技术创新平台

上海:到2027年核电产业规模达600亿元 基本建成世界级核电产业中心

上海已拥有国内最完整核电产业链

核”力前行,上海核电企业为大国重器保供稳链

       原文标题 : 资本 | 上海核电产业“加速快走”,加速攻关高温超导托卡马克装备

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