日前，由中國能建廣東院牽頭開展的中國能建重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目——熱核聚變發(fā)電島概念設(shè)計(jì)研究項(xiàng)目順利通過專家結(jié)題評審。該研究項(xiàng)目是在中國自主設(shè)計(jì)研發(fā)的熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆基礎(chǔ)上，在工程應(yīng)用領(lǐng)域展開的一次重要探索與嘗試，具有開創(chuàng)性意義。
熱核聚變是一種核反應(yīng)的形式，即氫原子核(氘和氚)結(jié)合成較重的原子核(氦)時(shí)放出巨大能量的過程。如能使熱核反應(yīng)約束在一定區(qū)域內(nèi)，根據(jù)人們的意圖有控制地產(chǎn)生和進(jìn)行，即可實(shí)現(xiàn)受控?zé)岷朔磻?yīng)。太陽產(chǎn)生能量的過程，其實(shí)就是熱核聚變的過程，因此，國際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆項(xiàng)目又被形象地稱為“人造太陽”。該實(shí)驗(yàn)堆項(xiàng)目一旦成功，人類將有望獲得最清潔且取之不盡的能源。
目前，中國以開發(fā)聚變能源為目標(biāo)，采用超導(dǎo)托卡馬克技術(shù)路線。按照計(jì)劃，中國將于2035年建成中國聚變工程實(shí)驗(yàn)堆——CFETR ( China Fusion Engineering Test Reactor)，調(diào)試運(yùn)行并開展物理實(shí)驗(yàn)，到2050年開始建設(shè)商業(yè)聚變示范電站。因此，現(xiàn)階段對熱核聚變發(fā)電開展前期技術(shù)探索，具有十分重要的前瞻性意義。
2021年底，中國能建熱核聚變發(fā)電島概念設(shè)計(jì)研究項(xiàng)目正式立項(xiàng)。該研究項(xiàng)目由廣東院牽頭，東北院、華東院和中國科學(xué)院等離子物理研究所共同參與，主要探索熱核聚變輸出與發(fā)電機(jī)組輸入之間的匹配問題，以及熱核聚變不同設(shè)計(jì)參數(shù)下常規(guī)島發(fā)電技術(shù)方案的可行性。
課題組通過深入開展一系列關(guān)鍵技術(shù)研究，結(jié)合中國自主化聚變堆CFETR能量輸出特性和設(shè)計(jì)特點(diǎn)，提出通過儲(chǔ)能緩沖系統(tǒng)穩(wěn)定核聚變能量輸出的解決方案，為穩(wěn)定發(fā)電、供熱創(chuàng)造條件。同時(shí)，針對儲(chǔ)能形式、儲(chǔ)能介質(zhì)、運(yùn)行模式、系統(tǒng)設(shè)計(jì)和設(shè)備選型等內(nèi)容進(jìn)行研究探討和經(jīng)濟(jì)性評估，提出了一套經(jīng)濟(jì)可行的熱核聚變發(fā)電、供熱常規(guī)島技術(shù)解決方案，為未來核聚變工程應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。(李斌)
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