一臺30萬千伏安立式脈沖發(fā)電機組17日在四川成都通過驗收，它將滿足“中國環(huán)流器二號M”這一聚變研究先進裝置的大功率、高儲能供電需求，成為我國“人造太陽”的新型“充電寶”。

當日，該發(fā)電機組的各項性能指標得到包括兩位中國工程院院士在內(nèi)的驗收專家組的一致認可，驗收專家組認為其總體參數(shù)達到國際先進水平。

“作為六相大電流脈沖發(fā)電機組，其在工作時約10秒內(nèi)的放電功率，相當于裝機容量30萬千瓦的秦山一期核電站?！敝泻思瘓F核工業(yè)西南物理研究聚變科學所副所長李強說。

由中核集團核工業(yè)西南物理研究院與哈電集團哈爾濱電機廠有限責任公司共同研制的該機組，總重約800噸、總高約15.5米，是為滿足我國先進聚變研究裝置中國環(huán)流器二號M(HL-2M)大功率、高儲能供電需求研制的大型脈沖“能量驅動器”。

工作時，該機組發(fā)電機由電動機拖動15分鐘后，轉速可由0至每分鐘498轉，隨后通過轉子加勵磁在15秒內(nèi)將轉速下降至每分鐘335轉，同時釋放1350兆焦能量;發(fā)電機釋放能量后，轉速會再次提速到每分鐘498轉，并在保持5分鐘后再次下降轉速放電，完成一個工作循環(huán)。

脈沖發(fā)電機組分為立式、臥式兩種，傳統(tǒng)的臥式由于軸系受到轉子及飛輪自重的限制，不便于設計成大容量脈沖發(fā)電機組;而立式機組的軸系是豎直的則沒有這個問題。

“作為國內(nèi)首臺立軸式脈沖發(fā)電機，該機組無論從電機結構還是負載類型，都與常規(guī)的水輪發(fā)電機大不相同，此前甚至沒有成熟的計算方法和設計經(jīng)驗，需要進行大幅度創(chuàng)新。”西物院聚變科學所副總工宣偉民說，巨大的脈沖發(fā)電機內(nèi)，轉子的轉速不斷變化，如何保持設備整體穩(wěn)定性、震動幅度如何控制、冷卻系統(tǒng)如何設計、六相電機程序如何編寫都是前所未有的挑戰(zhàn)。

最終，研發(fā)團隊首創(chuàng)了多項特有技術，攻克了六相大電流發(fā)電機、大慣量高速轉子、寬頻變化控保系統(tǒng)等技術難題，在研制過程中形成了一批擁有自主知識產(chǎn)權的創(chuàng)新成果。

中國環(huán)流器二號M(HL-2M)是在我國首個具有偏濾器位形的大型托卡馬克裝置“中國環(huán)流器二號(HL-2A)”基礎上新研制的又一大型托卡馬克裝置，其科研目標是探索可控核聚變研究，實現(xiàn)“人造太陽”的人類終極能源追求。該脈沖機組的成功研制，將驅動HL-2M裝置的等離子體電流達到此前現(xiàn)有裝置的2倍以上、等離子體溫度超過1.5億度，從而為在這個裝置上開展近堆芯級參數(shù)下的等離子體物理實驗和關鍵技術研究提供有力保障。