为中国新一代“人造太阳”贡献“内江力量”

【时间: 2021-02-10 10:19 内江日报】【字号:
公司总经理黄河


缝纫隔热材料



万物生长靠太阳。2020年12月4日,新一代“人造太阳”装置——中国环流器二号M装置(以下简称:HL-2M托卡马克装置)在成都建成并实现首次放电,这标志着中国自主掌握了大型先进托卡马克装置的设计、建造、运行技术,为我国核聚变堆的自主设计与建造打下了坚实基础,也标志着人类距离“人造太阳”的梦想又近了一步。

让人惊喜的是,此次逐梦“人造太阳”的过程,内江也贡献了不小力量。

据介绍,真空室是HL-2M托卡马克装置主要部件之一,为等离子体的运行提供超高真空环境。而为了获得超高真空条件,需要对部件进行高达300℃的烘烤。为降低高温对外围部件的影响,需要在真空室的内壁和外壁加一层隔热系统。

这个隔热系统,就是由内江企业——四川诺满绝缘材料技术有限公司设计、研发、制造并调试安装的。

拼搏——

8年潜心研发,攻克诸多“从未遇到过”的困难

2月3日,在位于内江经开区汉晨路的四川诺满绝缘材料技术有限公司,总经理黄河形象地向记者介绍了公司在HL-2M托卡马克装置实验项目中承担的主要任务:“真空室就像一个游泳圈,其烘烤工况下温度高达300℃,我们要做的就是为这个游泳圈包覆上一层保温材料,让圈内外的温度都降到70℃以下。”

“听上去很简单,但实现起来并不容易。”黄河感叹,作为一个历经11年研制的实验项目,HL-2M托卡马克装置实验项目的部件工艺很多都是前无古人的创造,隔热系统也不例外。他介绍,HL-2M托卡马克装置结构紧凑,真空室外壳与紧挨着的PF1-4线圈最小间隙仅54mm,与支撑结构最小间隙约70mm。考虑各部件加工制造、安装时的误差,留给保温层结构的厚度及安装间隙将会更小。

“根据真空室烘烤目标,HL-2M真空室的保温层设计必须考虑的要求有:保温层整体厚度应控制在25mm内;保温层材料不能使用成环的金属避免影响壳体外侧磁测量精度;保温层热面300℃至稳态后,保温层冷面不高于90℃,线圈外环氧基树脂一侧温度不高于70℃……”黄河说,至少有8个条件限制了对保温层的设计。

根据要求,自接到订单后,黄河就带领公司研发团队同业主单位一起,共同努力尝试了几十种方案,结果都只能满足其中某一个条件或者某几个条件。直到第4年,团队才成功研制出保温层主体材料,将主体材料敲定为陶瓷纤维和纳米多微孔材料组成的复合材料,并且创新性地采用了MLI(Multi-layer insulation)型式的组合搭接方法。

选定了隔热材料,确定了组合搭接方式,但新的问题又不断产生。

“我们又花了半年时间确定缝纫隔热材料的线。”黄河说,国外先进技术一般选择石英线作为隔热材料的缝纫线,但国内使用技术尚不成熟,因此只能在未知的领域想办法。最终,他们找到“芳纶线”,并通过一定技术进行深加工测试试用后,终于达到了实验所要求的条件。

黄河告诉记者,在整个项目进行过程中,他们遇到的困难远不止列举的这两个。譬如:在安装过程中,遇到大弧面垂直方位的难贴合问题,隔热材料漏粉问题、漏热问题,如何提高真空室众多窗口部位安装精度的问题……

“我们利用计算机仿真方式不断优化改进设计,直到找到最优解决方案。”黄河透露,8年来,隔热系统大的设计方案推倒重来的至少有10余次,小的细节改进至少上百次,攻克了诸多“从未遇到过”的困难。

背后——

“从未接过如此大单”却敢于一搏,只为实现“人造太阳”梦想贡献“内江力量”

事实上,在接到HL-2M托卡马克装置隔热系统的制造订单时,黄河就感觉充满了挑战。

“至少是好几百万的订单!”这是黄河2012年接到订单的第一反应。在此之前,公司从来没接过如此大的订单。

大学时,黄河主修自动化,毕业后分配到国企,并在国外从事电力相关技术引进工作多年。正是这些丰富的国内外工作经历,为他的逐梦之路奠定了基础。

2009年到2021年,12年磨一剑。时间带给四川诺满绝缘材料技术有限公司的不仅仅是业务的拓展与成长,更是改革与创新。

在黄河的带领下,公司团队于2020年成功申请数十项专利,其中包括《核电反射式保温用金属箔片》《核电用搭接式金属反射型保温层》等。正是这样的技术基础和创新实力,公司才被负责HL-2M托卡马克装置实验项目的中核集团核工业西南物理研究院“相中”,走进了新一代“人造太阳”装置的参与队伍中。

正是这样的经历,让企业团队得到了更好的历练,也让公司收获了更多的经济效益和社会效益,充分证明了内江在隔热技术领域的实力。“也是我们贡献给‘人造太阳’梦想的内江力量!”黄河表示。

黄河介绍,当前,该公司已是Siemens、MAN Turbo、Shell等国际知名公司长期配套的设备隔热产品制造商及维护商,还与行业领先的德国凯富公司(KAEFER)达成了技术合作,并在内江经开区设立了合资公司。下一步,公司将开拓多领域协作模式,抢占利基市场,专注科技发展,打造“高精尖”企业,以更强的干劲推动企业实现更大更远发展。


编辑:邵雪洋
记者:徐艳梅   
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