搜索
爱集微APP下载
登录
集微网消息，高温超导材料可以在液氮环境下产生超导现象，达到“零电阻”。与低温超导材料相比，高温超导材料无需使用价格高昂的液氦降温，且性能更好，在电力、交通、制造、大科学装置等领域有重要应用价值，被誉为行业一场新的技术革命，正在走向实现应用和产业落地。
4月20日，高温超导技术迎来新里程碑，世界首台兆瓦级高温超导感应加热装置在哈尔滨东轻公司启动投产。国家电炉质量监督检验中心主任、西安电炉研究所董事长余维江宣读了兆瓦级高温超导感应加热装置的试运行指标：测试单工位加热功率超400千瓦，实际单工位功率可达600千瓦，双工位功率超1兆瓦，芯棒的芯部表面温差3℃，加热均匀性优异，加热效率快，能耗极低，满足各项技术新的指标，整个性能表现优异。
联创超导技术团队总负责人戴少涛表示：“该技术的投产不仅是高温超导技术的新里程碑，还是未来商用可控核聚变实现的关键步骤。”
解决“卡脖子”难题，中铝东轻复购订单加持
本次由联创超导自主研制的全球首台MW级高温超导感应加热装置的竣工投产，标志着我国超导热加工技术率先在全球实现了重大突破，在金属热加工行业实现了颠覆性替代应用，将助力我国更快实现“双碳”目标，突破国产高性能金属材料的“卡脖子”问题。
该装置由联创超导研发制造成功，在中铝集团东北轻合金有限责任公司完成设备安装及调试后，于2022年3月完成设备并线运行和实际生产示范应用。经过一年多的试生产作业，对兆瓦级高温超导感应加热装置的超导磁体、旋转加热、低温制冷等核心关键技术和装置系统整体在金属热处理行业应用的技术指标、节能指标和稳定性、可靠性进行了充分验证，在长时间运行下，实际生产数据表明，每吨铝的加热能耗从传统电炉的300-350度电/吨降低到160度电/吨，节能效果显著。
在此次MW级高温超导感应加热装置的竣工投产之前，行业一度认为高温超导材料制备和加工难度较大，尤其在高超声速喷雾、旋转加热、高压热压等方面都需要特殊Know-How，而在该设备并线运行测试下，无疑是打消了质疑，进一步验证了高温超导正在走向实现应用和产业落地。
值得提及的是，这一MW级高温超导感应加热装置在哈尔滨中铝东轻公司宣布启动投产的当天，联创超导和中铝集团东北轻合金有限责任公司还举行了订单签约仪式，中铝东轻现场向联创超导复购高温超导感应加热设备，且复购数量不止1台。这意味着，高温超导在实现从0到1的突破后，进一步验证了高温超导产业化落地的可行性，将加速联创高温超导迈向从“1到10”突破。
“大型高温超导感应加热设备在有色金属热加工领域的市场规模达千亿级，具有良好的发展前景。”联创超导相关负责人表示，公司正在规划布局超导产业园，计划实现高温超导加热感应设备年产能200台。除了感应加热设备外，联创超导正在布局高温超导磁体在污水处理、磁选矿、高质量硅单晶生长炉、可控核聚变等领域的市场应用。
高温超导迎来新增长曲线，可控核聚变产业成果正处“黎明之际”
事实上，高温超导的产业化应用远超想象，除了在超导磁悬浮、高温超导感应加热设备外，可控核聚变领域正在成为高温超导爆发式增长第二曲线。
数日前，正在运行的世界首个全超导托卡马克EAST装置取得的重大创新成果，实现了高功率稳定的403秒稳态长脉冲高约束模等离子体运行，创造了托卡马克装置稳态高约束模运行新的世界纪录，为国际热核聚变实验堆ITER运行和我国自主建设运行聚变堆提供了重要的实验基础。
目前国内相关科研院所正在加速推动紧凑型可控核聚变反应堆的细节论证与建设评估，预计很快将会看到产业成果的逐步落地。而紧凑型可控核聚变装置的建设成本大幅降低后，将为商业化运用解决了巨额启动资金的掣肘，且其中有近五成的成本正是来自高温超导材料，如今可控核聚变正成为第二代高温超导磁体产业的最大牵引力。
与工程规模庞大、采用低温超导材料的iter不同，采用高温超导材料的紧凑型可控核聚变是一条新赛道。紧凑型聚变堆的体积只有传统聚变堆的几十分之一，与低温超导磁体相比，性能更高的高温超导材料有望使可控核聚变的商用进程大幅提速。
华鑫电子指出，联创高温超导领域布局已达10年，突破了大口径制冷机直接冷却高温超导磁体的传热技术，研制成功了YBCO制冷机直接冷却超导磁体，目前正在研发20K温区6T以上YBCO制冷机直接冷却超导磁体；核聚变是高温超导中远期应用场景，金属加热领域高温超导的磁加热具有极大的能源效率优势，对传统加热设备将形成颠覆和替代。
华鑫电子还指出，联创高温超导加热设备23年开始有望快速上量，公司MW级高温超导感应加热装置已在中铝东轻完成验收并投产使用，成为世界首台成功投产使用的兆瓦级高温超导直流感应加热设备。联创超导产品矩阵丰富，目前累计意向订单已超50台，成长空间巨大。
（校对/黄仁贵）
