11月28日,FUSION FOR ENERGY(F4E)发布消息称,在国际热核聚变实验堆(ITER)项目推进的关键阶段,F4E及其工业合作伙伴近日成功完成三套用于中性束注入系统的“冷阀箱”(Cold Valve Boxes, CVBs)交付。此举不仅标志着ITER于2017年签署的采购协议迎来最后一项重大里程碑,更为装置真空与低温系统建设注入强劲动力,推动可控核聚变研究向实用化迈出重要一步。

一、冷阀箱:核聚变反应的“低温控制核心”
冷阀箱是ITER低温分配系统中的核心控制单元,其性能直接关系到核聚变反应的稳定开展。据介绍,该设备负责向中性束注入器配套的低温泵提供精确剂量的氦气等低温流体,工作温度范围横跨从-269°C(接近绝对零度)至210°C的极端区间。
这些低温泵通过冷却至极低温的活性炭面板吸附残余气体,能够确保加热束在近乎完美的真空环境中稳定传输,从而高效加热等离子体,这正是实现可控核聚变反应不可或缺的关键一环。与F4E在2023年交付的八套用于真空容器和低温器内部低温泵的CVB相比,此次交付的三套设备在尺寸与系统复杂度上均有显著提升,每套装置高约3米、直径约2米,内部由数十个特种阀门、传感器及精密管道组成,堪称“低温工程的复杂拼图”。
二、产学研协同攻坚 欧洲工业能力再升级
本次交付的三套CVB由德国企业Research Instruments(RI)主导研制,在其长期合作伙伴Cryoworld和阀门制造商Velan的协同支持下完成。经过多次严格测试,包括泄漏检测、压力测试及阀门功能验证等,所有设备均达到ITER项目的严苛标准,最终获得前往法国ITER项目所在地卡达拉什的“单程票”。
RI董事总经理Michael Pekeler表示:“我们很高兴冷阀箱的制造和测试顺利完成,这些箱体比两年前交付的八个还要大、更复杂。感谢合作伙伴Cryoworld的出色支持以及F4E的宝贵合作,只有所有相关方都致力于最高质量和值得信赖的合作,这样的成功才可能实现。”F4E项目经理Lluís Mora也对合作团队给予高度评价:“此次交付是F4E、ITER组织与供应商合作旅程的结晶,RI证明了自己是积极且可靠的合作伙伴,能够主动解决工程难题。”

三、控制系统同步到位 采购协议进入收尾阶段
值得一提的是,在冷阀箱交付前夕,F4E已于11月初完成了低温分配控制系统(Cryodistribution Control System)的交付。该系统由Framatome提供电子硬件,GTD公司开发专用软件并设计全球首套控制柜,将作为冷阀箱内部阀门的“大脑”,实现对低温流体的精准调节及温度、压力、流量等关键参数的实时监控。
随着冷阀箱与控制系统的相继到位,F4E燃料循环团队已基本完成2017年采购协议下的主体设备交付,目前仅剩少量辅助设施待安装。F4E项目负责人Josep Benet总结道:“我们兑现了八年前设定的雄心勃勃的时间表。这不仅保障了ITER项目进度,更实质性提升了欧洲在复杂真空与低温工程领域的工业能力。”

展望未来,F4E团队已启动中性束低温泵生产招标工作。此前,该设备的原型机已在意大利的MITICA设施成功完成安装与调试,为下一阶段的批量制造铺平了道路。此次冷阀箱的交付,无疑为ITER项目后续的系统集成与调试奠定了坚实基础,也让人类离实现清洁、无限的聚变能源目标更近一步。
四、相关企业介绍
RI Research Instruments GmbH
RI Research Instruments GmbH是一家专注于高端科技领域的工程公司,擅长为科学和工业应用定制研发及制造高精尖设备和系统。其核心产品包括粒子加速器、核聚变装置组件、半导体设备(如EUV系统)和脉冲功率系统。公司秉承“精度绝非偶然”的理念,致力于将客户的创新构想转化为现实解决方案,服务于前沿科学研究和高科技产业。
Velan
Velan是全球领先的工业钢制阀门制造商,拥有超过75年的历史,以在严苛工况下表现卓越的阀门产品而闻名。公司提供广泛的产品线,包括闸阀、球阀、控制阀等,尤其在全球核能、电力、石油天然气和采矿等关键领域占据市场重要地位。
Cryoworld
Cryoworld是一家专注于低温工程领域的专家,为客户提供涉及液氦、液氢、液氮等极低温介质的尖端技术解决方案。公司业务包括低温系统的设计、工程研究、制造、测试和安装维护。Cryoworld擅长解决客户在科学研究、新能源、半导体等领域的特殊和非标挑战,是推动高科技产业发展的关键支持者。