近日,中央广播电视总台《焦点访谈》栏目《足迹》系列节目播出《逐日追光创新致远》,聚焦报道中建集团旗下中建四局承建的紧凑型聚变能实验装置园区(以下简称BEST)项目,介绍该项目如何在建设过程中创新攻克一项项技术难题,实现超高精度筑造“大国重器”。
科技是国之利器,科技自立自强是国家强盛之基、安全之要。
习近平总书记在基层考察调研时,反复强调科技创新在推进中国式现代化进程中的重要性。中建建设者在BEST项目深刻践行“推进中国式现代化,科学技术要打头阵,科技创新是必由之路”的重要指示,全速推进项目建设。
“人造太阳”实现终极能源梦
清洁低碳的新能源技术是实现碳达峰、碳中和目标的重要路径之一。如果能利用安全可控核聚变反应产生的能量,人类就如同拥有一座原料不竭且无污染的发电厂,这个发电厂就是“人造太阳”——被视作人类解决能源问题的“终极答案”之一。
为了加速聚变工程化和商用化进程,在安徽合肥,BEST项目正如火如荼建设中。BEST项目占地面积245亩,总建筑面积约15.37万平方米,主要由8栋单体组成,整体呈“一核双翼”的布局,外形酷似聚变过程中原子核的运动轨迹。
作为合肥未来大科学城在建的三个大科学装置之一,BEST项目是世界首个紧凑型聚变能实验装置。作为全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST,俗称“人造太阳”)的后续项目,BEST将在EAST的基础上进一步提升核聚变能源的经济性和可行性。
大国重器 聚焦可控核聚变
不同于一般的工程建设,超深筏板、超重设备、超高预应力剪力墙、超厚装配式墙体、超大跨度钢结构,BEST项目的“5超施工”几乎无先例可循。项目建设初期组建以院士为首的专家智囊团,各参建单位全部入驻现场联合办公,形成“日调度、周复盘、月总结”的一线工作法,“逢山开路、遇水搭桥”,建设团队全面保障项目技术攻关。
项目建筑材料与普通建筑相比都属于“大个子”,往往一根钢筋就重约200斤,需4人合力搬运操作。5号楼最中心装置的下方有着超过10米厚的底板,相当于两三层楼的高度。为确保建设质量,项目团队通过200余次反复试验,研发出低热、低收缩、低成本、高抗裂“三低一高”绿色混凝土,同时设置多重剪力墙结构,确保中子辐射防护,相当于在装置外侧穿了多层厚重的防护服。
为实现大型设备顺利吊装,在主机大厅与预装大厅之间需设置2台400吨智能桁车,并研制100吨升降平台,确保重载运输设备的可靠、高效、安全性提升。
项目核心区“大钢伞”的最大跨度钢屋面达57米,项目团队创新提出屋盖桁架单元悬挂吊车梁同步分段滑移安装技术,并在滑移过程施行实时监测。为解决科研总装设备的维修与保养需求,项目团队采用防辐射用装配式结构混凝土墙板,就像搭积木一样,在检修时可以把构件拆掉,检修完成后再把构件装上,确保预制板和墙的防辐射性、高气密施工及质量控制。
国际领先 建设超一流工程
项目建设要求的精度到底有多高呢?在BEST项目的核心区有一个巨大的基坑,是未来“人造太阳”的核心部件的所在位置。底部区域竖立着16根巨型无磁钢柱,每根钢柱长约7米、重约20吨。按照科学家们提出来的要求,钢柱在吊装时吊环均为无磁材料,定位误差在负2毫米至正5毫米之间,且表面要求绝对平整,还要安装3万多个预埋件,这些都对安装精度提出了前所未有的挑战。项目优选一批具有核电站施工经验的一线作业人员,采取焊条多层熔透焊无磁钢柱。为确保安装的精准度,项目采用精密测量仪器——全站型激光跟踪仪,精度高达0.01毫米,并开创了预埋件“十四步”工作法,保障后期工艺做到严丝合缝。
目前,项目5号楼首块顶板顺利浇筑,标志着这一世界级科研设施的建设进入了全面加速阶段。项目全面建成后有望率先实现聚变发电的实验演示,为破解聚变堆前沿物理难题、提升核聚变能源的经济性与可行性、加速聚变能源商业化进程奠定坚实基础。

《焦点访谈》栏目专题报道BEST项目

BEST项目设计效果图

BEST项目核心区建设俯瞰