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方正證券-機(jī)械設(shè)備行業(yè)深度報(bào)告-可控核聚變關(guān)鍵技術(shù)路徑——仿星器:適合穩(wěn)定長時(shí)間運(yùn)行的磁約束裝置-250730
上傳日期:
2025/7/31
大?。?/td>
2498KB
格式:
pdf 共33頁
來源:
方正證券
評(píng)級(jí):
推薦
作者:
李魯靖
,
趙璐
行業(yè)名稱:
機(jī)械
下載權(quán)限:
此報(bào)告為加密報(bào)告,僅限高級(jí)會(huì)員查看
仿星器:作為托卡馬克的兄弟路線,因其極為復(fù)雜的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和磁體設(shè)計(jì),此前很長一段時(shí)間發(fā)展進(jìn)程落后于托卡馬克。而隨著高性能計(jì)算、先進(jìn)模擬技術(shù)、數(shù)字孿生、人工智能、增材制造等新技術(shù)的愈發(fā)成熟以及在仿星器設(shè)計(jì)方面的應(yīng)用深入,仿星器發(fā)展顯著加速。
相比托卡馬克的極向場通過真空室內(nèi)等離子電流自身產(chǎn)生磁場(電流難維持,并需要外界一直注入粒子、注入波),而仿星器中的磁場全部由外部線圈產(chǎn)生,由于沒有驅(qū)動(dòng)等離子電流的外部設(shè)計(jì),因而不存在托卡馬克中等離子的破裂現(xiàn)象,對于維持環(huán)向等離子體的連續(xù)性穩(wěn)定性更容易,因此仿星器從開機(jī)開始,等離子就是穩(wěn)定的。這也使得仿星器更適合長時(shí)間、穩(wěn)定供應(yīng)電流,用于發(fā)電。
成本構(gòu)成:仿星器作為托卡馬克的兄弟技術(shù)路線,二者建造成本基本相當(dāng)。仿星器的包層模塊、磁體分別為10%、29%,高于二者在托卡馬克中8%、25%的占比。
此外,近年來,高溫超導(dǎo)材料產(chǎn)能逐漸擴(kuò)大,價(jià)格也所有下降,但高溫超導(dǎo)基于其陶瓷性能,應(yīng)力達(dá)到20T后容易失超(即超導(dǎo)體因某種原因突然失去超導(dǎo)特性而進(jìn)入正常態(tài)的過程)。對托卡馬克而言,磁場要變化,感應(yīng)出等離子體電流,變化過程中產(chǎn)生交流損耗,很容易失超。而仿星器沒有這個(gè)問題,磁場是穩(wěn)態(tài)的,此外,隨著磁場強(qiáng)度提高,裝置體積也會(huì)大幅縮小,從而降低建造成本,因此,高溫超導(dǎo)天然適合仿星器。因此,未來仿星器的降本,也在一定程度上取決于超導(dǎo)磁體的技術(shù)成熟度和價(jià)格變化。
分類:按照線圈結(jié)構(gòu)不同,仿星器可以劃分為“8”字形仿星器、跑道形仿星器、扭曲器、螺旋器、螺旋軸仿星器、螺旋先進(jìn)仿星器等。目前典型的仿星器裝置包括,螺旋器代表日本大型螺旋裝置(LHD)、螺旋軸仿星器代表H-1、西班牙TJ-II、螺旋先進(jìn)仿星器代表—準(zhǔn)等磁力線德國Wendelstein 7-X、準(zhǔn)螺旋對稱代表威斯康星大學(xué)HSX等。
投資建議:仿星器與托卡馬克裝置的成本構(gòu)成基本相當(dāng),但其中,包層模塊、磁體占比有所提升,建議關(guān)注
1)超導(dǎo)磁材/磁體:永鼎股份、聯(lián)創(chuàng)光電、精達(dá)股份、東方鉭業(yè)、西部超導(dǎo)。
2)堆內(nèi)構(gòu)件:合鍛智能、國光電氣、安泰科技、派克新材、上海電氣、海陸重工、江蘇神通、斯瑞新材;
3)電源:旭光電子、王子新材、四創(chuàng)電子、英杰電氣、愛科賽博、新風(fēng)光。
4)燃料、檢測、輔助系統(tǒng):國光電氣、景業(yè)智能
5)3D打印:鉑力特、南風(fēng)股份;
6)核心模塊建設(shè)及分系統(tǒng)制造:利柏特、中國能建
風(fēng)險(xiǎn)提示:核聚變技術(shù)研發(fā)不及預(yù)期風(fēng)險(xiǎn)、投資不及預(yù)期風(fēng)險(xiǎn)、交付節(jié)奏不及預(yù)期風(fēng)險(xiǎn)、原材料價(jià)格波動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)
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