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攻克聚变环境 ITER低温泵系统的核心控制技术

2026-03-19 09:41          ITER 核聚变 核技术

在ITER(国际热核聚变实验堆)项目中,如何让设备在堆芯旁的极端环境中可靠工作,是一项世界级挑战。面对强磁场、强辐射、高温及持续振动的“设备炼狱”,常规电子解决方案完全失效。近期,由德国Konstandin公司与RI Research Instruments等组成的联合团队,成功交付了一套为ITER低温泵系统专门研制的核心控制设备——全气动高精度控制柜,以创新的“无电子”设计和核级材料工艺,实现了大型阀门的亚毫米级精密控制,为聚变工程贡献了关键解决方案。

该控制系统的核心构思,在于彻底摒弃电子元件,回归并革新了气动技术。其采用了全气动逻辑控制,将控制逻辑单元(PLC)置于屏蔽区外,仅通过长距离气动管路传递指令,使现场执行机构完全免疫电磁与辐射干扰,实现了本质安全。面对气动系统通常精度有限的固有认知,研发团队通过高度集成的阀组回路、泄漏自补偿等创新设计,实现了对近1米口径大型进气阀开度小于1毫米的精准、稳定定位。在材料与工艺上,系统严格执行聚变堆特殊规范,采用全不锈钢硬管连接确保密封,并禁用所有在强辐射下易劣化的含氟材料,全部阀门、接头均采用特制抗辐照材料,并在紧凑空间内完成了可维护性设计。

该控制柜的成功研制,不仅满足了ITER项目的独特需求,更为高端制造业带来了深刻启示。它体现了大科学工程对基础工业的“极限拉练”,其提出的“无氟、抗辐照、全生命周期可追溯”等严苛要求,强力牵引了材料、精密加工等相关产业链的技术升级。同时,该项目由专业工程公司、系统集成商与用户组成的“联合体”协同攻关模式,也为国内攻克重大科技基础设施中的“卡脖子”子系统难题,提供了可资借鉴的高效研发路径。


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