日前，我國核聚變能研究裝備制造領(lǐng)域傳出喜訊，哈電集團(tuán)哈爾濱電機(jī)廠有限責(zé)任公司（簡(jiǎn)稱哈電電機(jī)）研制的我國首臺(tái)大型立式脈沖發(fā)電機(jī)組，主要指標(biāo)達(dá)到國際先進(jìn)水平。該機(jī)組瞬時(shí)發(fā)電功率可高達(dá)30萬千伏安，是國內(nèi)最大的脈沖發(fā)電機(jī)組。它將驅(qū)動(dòng)我國能源“神器”——“中國環(huán)流器二號(hào)M”裝置，使其等離子體電流達(dá)到我國現(xiàn)有裝置的2倍以上，等離子體溫度超過1.5億度，從而為相關(guān)研究提供保障。這標(biāo)志著我國核聚變能科研裝備制造取得重大突破，哈電電機(jī)完成了我國能源裝備制造史上的一次創(chuàng)舉。

據(jù)介紹，“核聚變能”被視為人類最理想的“神級(jí)能源”。正在建設(shè)中的“中國環(huán)流器二號(hào)M”是中國最大的托卡馬克裝置，是我國研究核聚變能的“神器”。哈電電機(jī)研制的我國首臺(tái)30萬千伏安立式脈沖發(fā)電機(jī)組，完全滿足“中國環(huán)流器二號(hào)M”裝置的大功率、高儲(chǔ)能電源需求，堪稱“神級(jí)動(dòng)力”裝備。

實(shí)力斬獲脈沖合同

能源是支撐人類文明發(fā)展的重要支撐，如果能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)核聚變能的有效控制和應(yīng)用，人類就將獲得足夠使用數(shù)億年的清潔能源。哈電電機(jī)30萬千伏安脈沖發(fā)電機(jī)組的業(yè)主單位——中核集團(tuán)核工業(yè)西南物理研究院（簡(jiǎn)稱核西物院），是我國最早從事核聚變能源開發(fā)的專業(yè)研究院。核西物院2008年左右在開展一個(gè)國家級(jí)課題的研究中發(fā)現(xiàn)，原有的臥式脈沖發(fā)電機(jī)設(shè)備不能滿足科研需求，需要功率更大的脈沖發(fā)電機(jī)組做電源。

哈電電機(jī)得悉核西物院這一需求后，全力以赴配合開發(fā)。在項(xiàng)目前期開展了大量工作，為核西物院提供了兩套全面、深入、內(nèi)容豐富的論證方案并獲得認(rèn)可。隨后，哈電電機(jī)幾任領(lǐng)導(dǎo)班子成員均與核西物院領(lǐng)導(dǎo)多次互訪，并初步組織開展了針對(duì)脈沖發(fā)電機(jī)的立項(xiàng)和研發(fā)工作，為擔(dān)當(dāng)推進(jìn)我國核聚變能研究裝置升級(jí)這一神圣使命做好了準(zhǔn)備。

2011年，核西物院大功率立式脈沖發(fā)電機(jī)組研制項(xiàng)目招標(biāo)后，哈電電機(jī)憑借充分準(zhǔn)備和強(qiáng)大實(shí)力，最終以技術(shù)標(biāo)和商務(wù)標(biāo)兩個(gè)第一的成績(jī)中標(biāo)該項(xiàng)目，正式踏上了研發(fā)制造我國首臺(tái)大型立式脈沖發(fā)電機(jī)組的新征程。

創(chuàng)新破解科研難題

研發(fā)制造，意味著摸索探求、創(chuàng)新優(yōu)化，然而這并非易事；大型立式脈沖發(fā)電機(jī)的研制也是如此。由于“中國環(huán)流器二號(hào)M”裝置的特殊需求，哈電電機(jī)研制的脈沖發(fā)電機(jī)組為六相電機(jī)，雖具有輸出功率大、可靠性高、控制性好等優(yōu)點(diǎn)，但也面臨著電磁計(jì)算、通風(fēng)冷卻等方面前所未有的研發(fā)挑戰(zhàn)。

“為攻克研發(fā)難題，哈電電機(jī)成立了脈沖發(fā)電機(jī)研發(fā)團(tuán)隊(duì)，組建了電磁研究、通風(fēng)冷卻研究、產(chǎn)品設(shè)計(jì)等課題組，創(chuàng)新編制了六相電機(jī)計(jì)算程序，與哈爾濱理工大學(xué)聯(lián)合開展了相關(guān)研究，在成千上萬次仿真實(shí)驗(yàn)中，‘搜索’到了合理的電磁方案。”哈電電機(jī)水發(fā)產(chǎn)品總專業(yè)師蔣寶鋼介紹?？蒲袌F(tuán)隊(duì)全面分析機(jī)組溫升變化和相關(guān)要素的匹配情況，經(jīng)過3次復(fù)雜的仿真計(jì)算、一次系統(tǒng)驗(yàn)證和7次仿真優(yōu)化，最終設(shè)計(jì)出了密閉無風(fēng)扇雙路徑自循環(huán)通風(fēng)系統(tǒng)。同時(shí)，團(tuán)隊(duì)還在轉(zhuǎn)子磁軛設(shè)計(jì)、組合軸承冷卻方式等方面進(jìn)行了結(jié)構(gòu)創(chuàng)新，滿足了機(jī)組大轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、高速穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的需求。

2013年12月，哈電電機(jī)成功設(shè)計(jì)出了能夠滿足“中國環(huán)流器二號(hào)M”裝置特殊需求的大功率立式脈沖發(fā)電機(jī)組。

匠心打造脈沖精品

作為特種電機(jī)，脈沖發(fā)電機(jī)的推力頭鏡板等諸多部件，在結(jié)構(gòu)、尺寸等方面均存在特殊之處，加工難度也遠(yuǎn)高于一般產(chǎn)品。為此，哈電電機(jī)從生產(chǎn)管理、操作流程、工藝技術(shù)等方面綜合施策，全面突破了脈沖發(fā)電機(jī)組所有部件的制造難題，不但制造完成的所有部件均符合設(shè)計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)及合同的技術(shù)要求，而且機(jī)座、轉(zhuǎn)軸等主要部件的實(shí)物質(zhì)量高于合同和標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)要求。

2014年4月，該機(jī)組進(jìn)入安裝調(diào)試階段后，哈電電機(jī)人員秉持“精細(xì)過程 精品結(jié)果”的質(zhì)量文化理念，努力打造脈沖精品；編制了《脈沖發(fā)電機(jī)定子機(jī)座工地裝焊工藝守則》《脈沖發(fā)電機(jī)調(diào)試方案》等文件并獲得業(yè)主認(rèn)可；在關(guān)鍵的定子鐵心裝壓環(huán)節(jié)，哈電電機(jī)人員每疊裝幾張沖片就進(jìn)行一次“敲片”，并及時(shí)進(jìn)行調(diào)整、預(yù)壓，最終使數(shù)萬硅鋼片疊裝成的定子鐵心，表面順滑、形態(tài)美觀，緊量完全滿足國家標(biāo)準(zhǔn)要求；相繼完成了機(jī)械性能試驗(yàn)、損耗試驗(yàn)、空載特性試驗(yàn)等20余項(xiàng)試驗(yàn)，徹底解決了遇到的振動(dòng)值、溫度和風(fēng)路異常等問題。

2019年1月，我國首臺(tái)同時(shí)也是功率最大脈沖機(jī)組在成都核西物院順利通過了專項(xiàng)驗(yàn)收。由唐任遠(yuǎn)和鄧建軍兩位中國工程院院士牽頭組成的9人專家組一致認(rèn)為，哈電電機(jī)研制的30萬千伏安立式脈沖發(fā)電機(jī)組總體性能參數(shù)達(dá)到國際先進(jìn)水平。至此，我國開發(fā)“神級(jí)能源”的“中國環(huán)流器二號(hào)M”裝置正式擁有了“神級(jí)動(dòng)力”，向?qū)崿F(xiàn)和平應(yīng)用核聚變能這一目標(biāo)又邁進(jìn)了一大步。