磁体电源

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核聚变加速发展,配套电源迎来新机遇
长江证券· 2025-07-21 16:28
报告行业投资评级 - 看好丨维持 [10] 报告的核心观点 - 近期核聚变技术取得突破、行业资本支出大幅增长,得到资本市场高度关注,世界主要国家出台支持政策、社会资本大量涌入,发展有望迎来拐点 [4] - 聚变三乘积大于一定值才能产生有效功率输出,提供足够能量输入很关键,托卡马克装置脉冲性负荷价值量占比和技术参数要求更高,磁体电源极限参数不断提高,PSM 电源是辅助加热系统主流方案 [8] - 核聚变发展处于探索阶段,相关电源企业深耕多年积累技术经验,中标采购项目建立先发优势,有望受益于核聚变景气赛道 [9] 报告目录总结 核聚变进展积极,商业化渐行渐近 - 核聚变是两个轻原子核结合成较重原子核并释放巨大能量的过程,被称为人类社会终极能源,我国核聚变研究始于 20 世纪 60 年代,取得多项成果 [20][23] - 资本市场对核聚变关注度提升,一是技术取得突破,如中国“东方超环”“中国环流三号”、美国 NIF 等成果,以及谷歌与 CFS 签署协议;二是行业资本支出大幅增长,等离子体物理研究所中标金额同比大增,聚变新能(安徽)有限公司启动招标 [7][26] - 世界主要国家出台支持政策,美国发布战略、提供资金,中国支持前沿技术研发,德、英、法、日等国启动项目并资助;核聚变投资 2020 年迎来拐点,美国领先,中国紧随其后,磁约束路线受青睐 [7][30][34] - 核聚变技术路线多样,磁约束是主流方向,托卡马克装置投资大,磁体、真空室、包层、电源等是核心设备,建议关注高价值量设备投资机会 [7][37][47] 提高聚变三乘积,电源重要性凸显 - 实现核聚变需满足足够高温度、一定密度和能量约束时间,聚变三乘积大于一定值才能有效输出功率,托卡马克装置负荷分脉冲性和稳态性负荷,脉冲性负荷价值量占比和技术参数要求更高 [8][53][62] - 磁体电源方面,托卡马克装置发展使电源极限参数提高,我国参与 ITER 磁体电源设计获采购包,晶闸管是磁体电源主流功率器件,超导磁体电源设计有难点 [8][63][73] - 加热电源方面,主流辅助加热手段有高能粒子加热和射频波加热,包括 NBI、ICRH、LHCD、ECRH 四种类型,辅助加热系统对高压电源要求苛刻,PSM 电源是主流方案且已广泛应用 [77][86][90] 配套大科学工程,看好先发优势企业 - 核聚变发展处于探索阶段,部分企业率先开展配套电源研发并中标采购项目,如爱科赛博、许继电气、四创电子、英杰电气等,非上市公司金屹能源、森木磊石也有技术实力 [9][94] - 核聚变电源上市公司通过参与大科学工程积累经验、建立护城河,建议关注后续招标、中标进展及竞争格局变化 [95][97]
探路未来能源新格局 上交所举办可控核聚变产业沙龙
上海证券报· 2025-07-19 02:23
可控核聚变产业沙龙概况 - 上交所举办"可控核聚变"产业沙龙 超过20家产业链上下游企业和近30家金融机构参与交流 涵盖核心部件、系统装置、工程应用等领域 [1] - 沙龙主题为"可控核聚变:未来终极能源'核'心" 探讨高温超导带材、聚变实验堆、装置部件和材料等产业发展前景及国家战略方向 [1] - 自2024年11月以来 上交所已举办五期未来产业沙龙 聚焦人工智能、低空经济、人形机器人、商业航天、可控核聚变等未来产业领域 [1] 我国可控核聚变产业优势 - 我国可控核聚变产业在高温超导带材、高温超导托卡马克装置等方面占据领先地位 产业链包括材料、主机、系统、应用等多个环节 [2] - 中国核电深度参与CFETR项目 推动核聚变从实验室向商业化应用迈进 [2] - 中国核建承担ITER核心部件制造与安装 为环流三号装置改造提供工程支持 在核聚变装置建造领域技术壁垒显著 [2] - 国光电气为ITER研制的屏蔽模块热氦检漏设备 是全球首台套达到核工业技术要求的产品 [2] - 爱科赛博的磁体电源、辅助加热电源已应用于可控核聚变领域 其加速器电源相关技术曾获国家科学技术进步奖二等奖 [2] - 西部超导是我国唯一承担ITER项目超导线材生产任务的单位 2024年完成国内核聚变项目相关超导线材交付 [2] 产业链协同与商业化进展 - 业内对以托卡马克为牵引、多种技术路线交叉验证的发展模式已有共识 呼吁加强技术协同 [3] - 投资机构建议政府通过下发研究课题等方式 组织产业链各方集中开展共性技术问题研讨 [3] - 我国可控核聚变商业化加速推进 上游企业订单规模和产能规模稳步增长 [3] - 从"实验堆"到"商业堆"仍需上游材料部件厂商降本和中游主机厂商技术突破 距离确定性商业化落地还需较长周期 [3] - 产业链企业希望资本市场支持打破供应链瓶颈 地方政府牵头畅通多元化融资渠道 [3] 资本市场支持与投资策略 - 创投机构现阶段投资主要参考资本开支和关键参数提升等指标 建议企业坚持错位竞争 提高技术独特性 [4] - 公募基金正在积极申报、发行聚焦核聚变领域的基金和指数产品 引导金融资源流向未来产业 [4] - 上交所将深化科创板改革 提升服务科技创新和新质生产力能级 践行金融服务实体经济使命 [4][5]
可控核聚变商业化来了吗?瀚海聚能点亮聚变装置,沪市已涌现一批产业链企业
每日经济新闻· 2025-07-18 19:00
可控核聚变技术突破 - 瀚海聚能HHMAX-901主机建设完成并实现等离子体点亮,标志着中国首台商业化直线型场反位形聚变装置取得重大突破 [1] - 中国在核聚变研究领域处于世界前列,环流3号、EAST等国家科学装置运行参数屡创纪录,CFETR工程稳步推进 [3] 可控核聚变产业链发展 - 上交所举办"可控核聚变"产业沙龙,超过20家产业链上下游企业参与交流,涵盖材料、主机、系统、应用等环节 [1][4] - 中国可控核聚变产业在高温超导带材、高温超导托卡马克装置等领域占据领先地位 [4] - 中国核电深度参与CFETR项目,中国核建承担ITER核心部件制造与安装,技术壁垒显著 [4] - 科创板公司国光电气为ITER研制的屏蔽模块热氦检漏设备达到核工业技术要求,爱科赛博的磁体电源、辅助加热电源已应用于可控核聚变领域 [4] 材料端进展与挑战 - 西部超导是中国唯一承担ITER项目超导线材生产任务的单位,2024年完成国内核聚变项目相关超导线材交付 [5] - 高温超导带材被视为降本增效的关键材料,中国低温超导材料积累了大量实践数据 [5] - 核聚变商业化仍需上游材料降本、中游主机技术突破及技术路线验证,距离确定性商业化落地还需较长周期 [5] 可控核聚变作为终极能源的优势 - 可控核聚变具有燃料丰富、安全可靠、清洁环保、能量密度高、经济性明显等优点 [2] - 1升海水提取的氘在核聚变反应中释放的能量相当于300升汽油,以D-T为燃料可供人类使用3000万年 [2] - 核聚变能按需提供,不受天气影响,可靠性强,且反应堆具有内在安全性 [2]
核聚变装置主要部件拆解2: 电源深度
2025-06-02 23:44
纪要涉及的行业和公司 - **行业**:核聚变行业 - **公司**:许继电气、四创电子、英杰电子、旭光电子、银星能源、许继集团、王子新材、艾科赛博、宏迅科技、九盛集团、国立股份、中国聚变能源公司、Belships、中核 纪要提到的核心观点和论据 - **电源环节壁垒、成本构成及竞争格局**:电源环节技术壁垒高、成本构成复杂,在托卡马克装置中占整体成本约15%,核心为磁体和加热电源;磁体电源为超导磁体供电,大电流低损耗,代表企业有许继电气等;加热电源用于等离子体加热,需高压,相关企业包括四创电子等;全球各国积极推进相关项目,竞争态势推动技术发展和市场机会增加[1][2][3] - **板块表现突出原因**:受美国总统签署加快新型反应堆审批行政令、美国各州推进审批、中国聚变能源公司项目进展、关键技术进展及产业链催化剂(先进聚能混合堆等项目)等因素影响,即便有回调,长期发展潜力大[4] - **脉冲与稳态功率系统区别**:稳态功率系统为辅助装置供电,脉冲功率系统为核心磁体和加热设备供能;以ITER示范反应堆为例,中国负责脉冲功率部分,美国负责稳态功率部分[5] - **超导磁体电源特点**:大电流(几千伏安)低电压(1千伏安),因超导磁体低温下电阻近零,且每种线圈都需相应电源,用量大[1][6] - **加热电源工作原理**:基于电磁感应原理,高频交流电产生涡流加热等离子体,但需辅助加热达聚变所需高温[1][7][8] - **辅助加热技术**:主要有脉冲阶梯调制(PSM)和逆变型高压(HVPS)技术;ITER项目有离子回旋、电子回旋、低混杂波和中性束注入四种辅助方式,前三种属PSM,后一种属HVPS[2][9] - **PSM和HVPS高压电源区别**:PSM输出精度高、波纹小等,但模块多安装复杂,用于100千伏以内;HVPS系统绝缘易实现,但成本高、可靠性低[10] - **不同类型电源电压要求**:离子回旋加热电源18 - 27千伏,低混杂波加热电源90千伏,电子回旋加热电源55千伏,中性束注入器1000千伏,磁体电源约1000伏,加热电源技术难度和价值量更高[12] - **辅助加热系统输出特性要求**:输出电压大范围可调节、精度高、波纹小,关断时间和负载短路后对其他输出能量严格限制[13] - **无功补偿和滤波系统作用**:解决交流飞轮发电机组或晶闸管变流器产生谐波问题,确保供给负载的直流功率稳定[14] - **惯性约束与托卡马克路线特点**:惯性约束路线电源用量占比接近一半,托卡马克路线约15%,核心是磁体和加热电源;惯性约束路线混合堆技术提升对高能激光束驱动器的需求[2][15] 其他重要但可能被忽略的内容 - ITER示范反应堆设计由欧盟完成,中国负责脉冲功率部分,美国负责稳态功率部分[5] - 超导磁体有环向场、极向场、中心螺旋管等不同线圈[6] - 离子回旋加热波频段30 - 200 MHz,电子回旋加热波频段40 - 160 GHz,低混杂波频段1 - 8 GHz[11]